Сухие клеи - RU2563217C2

Чертежи

Показать все 27 чертежа(ей)

Описание

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка испрашивает приоритет, в соответствии с 35 U.S.C. § 119, следующих предварительных заявок США:

- предварительная заявка США №61/485,700, поданная 13 мая 2011,

- предварительная заявка США №61/486,382, поданная 16 мая 2011,

- предварительная заявка США №61/486,951, поданная 17 мая 2011,

- предварительная заявка США №61/499,864, поданная 22 июня 2011 и

- предварительная заявка США №61/566,777, поданная 05 декабря 2011.

Все вышеуказанные документы включены в настоящей заявке в полном объеме посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к сухим клеям.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Металлы, стекло и пластмассы являются широко используемыми конструкционными материалами во многих коммерческих и промышленных отраслях. Поверхности этих материалов имеют широкий спектр отделки. Отделка этих поверхностей определяет текстуру материала, которая изменяется от высокоотполированной поверхности до визуально и/или ощутимо шероховатой поверхности. Кроме того, вышеупомянутые материалы являются нелипкими (т.е. не прилипающими) и требуют использования клея для соединения одной поверхности материала с другой.

[0003] Основываясь на способности геккона прилипать к большинству поверхностей под любым углом, во многих институтах проводились попытки разработать сухие клеи, имитирующие лопатообразные щетинки на подушечках стоп геккона. Гекконы могут мгновенно и неоднократно прикреплять и отсоединять свои фибриллярные подушечки стоп к различным поверхностям, не оставляя следов. Типичные подходы к получению такого сухого клея состояли в проектировании и изготовлении синтетических щетинок геккона. Однако щетинки геккона имеют сложную разветвленную структуру. Один геккон может иметь два миллиона щетинок на своих лапках. Каждая щетинка может разделяться на сотни лопатообразных кончиков. Эти лопатообразные кончики имеют около 200 нанометров в диаметре. Считается, что сила адгезии подушечек стоп геккона является результатом суммарного эффекта ванндер-ваальсовых сил между миллионами щетинок на стопах лапок в тесном взаимодействии с поверхностью, на которую взбирается геккон.

[0004] В другом аспекте, струйные принтеры стали повсеместным и незаменимым инструментом в домашних условиях и в небольших офисах. Недорогие струйные принтеры обычно используют краски на водной основе для печати на бумаге с покрытием или без покрытия. Качество изображений, напечатанных на мелованной бумаге с помощью струйного принтера, превышает порог зрительного восприятия и, таким образом, может конкурировать с фотографическими процессами с использованием галогенида серебра.

[0005] Однако, существует ряд проблем и/или недостатков, связанных с использованием красок на водной основе. Первая проблема заключается в том, что эти краски являются водорастворимыми. Таким образом, изображения, напечатанные такими красками, могут быть неводостойкими. Небольшая капля воды может вызвать серьезное размытие информации на печатном изображении. Размытое изображение часто может быть необратимо повреждено и/или информация на изображении может быть навсегда утеряна.

[0006] Другая проблема, связанная с изображениями, напечатанными с помощью струйных принтеров, является архивной. Изображения, напечатанные с помощью струйного принтера, имеют ограниченный срок службы из-за низкой светостойкости красок. Краски на основе красителя, как правило, выцветают в течение относительно короткого промежутка времени. Кроме того, каждый цвет имеет тенденцию выцветать с разной скоростью, что приводит к изменению цветового баланса изображения.

[0007] В известном уровне техники водостойкость и/или светостойкость были улучшены при использовании красок на основе растворителей. Такие краски не растворяются в воде, и изображения, которые они производят, как правило, являются водостойкими и светостойкими. Однако, основными компонентами в красках на основе растворителя являются летучие органические вещества (VOC). Эти VOC для изготовления таких красок являются экологически вредными.

[0008] Более экологически безопасным решением является ламинирование защитной пленки к печатному изображению. Ламинирующие пленки доступны в виде термически активированной пленки и/или чувствительной к давлению, безнагревной пленки. Термически активированные пленки обычно содержат активирующийся при нагревании клей и применяются с использованием нагретого рулонного ламинатора для необратимого присоединения пленки к подложке. В таких процессах ламинирования с использованием горячего расплава толщина ламинирующей пленки ограничивается условиями теплопередачи. Это происходит потому, что полимеры, используемые для изготовления таких пленок, как правило, являются теплоизоляторами, которые не проводят хорошо тепло. Таким образом, толщина пленки будет ограничиваться, так как могут использоваться только пленки, достаточно тонкие для обеспечения необходимой теплопередачи, чтобы расплавить слой клея. Чувствительная к давлению пленка содержит чувствительный к давлению адгезив (клей), который защищен пленкой подложки, которая не прилипает к клею. Когда защитная пленка снимается, чувствительный к давлению клеевой слой наносится с помощью холодного рулонного ламинатора для необратимого присоединения пленки к подложке посредством клея.

[0009] Недостатком таких ламинирующих пленок является то, что они, как правило, требуют сложного оборудования для ламинирования с обеспечением требуемого тепла и/или давления, чтобы приклеить ламинирующую пленку к печатному изображению. Кроме того, скрепление между напечатанным изображением и ламинирующей пленкой является, как правило, постоянным, и, следовательно, пленка для ламинирования не может быть скорректирована или снята после завершения процесса ламинирования.

[0010] Настоящее описание ссылается на ряд документов, содержание которых включено в настоящей заявке в полном объеме посредством ссылки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] В соответствии с настоящим изобретением предлагается:

1. Сухой клей, включающий:

а. микроструктурную и наноструктурную поверхность и

b. эластичную поверхность, имеющую твердость по Шору А около 60 или менее,

при этом микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность способны образовывать сухое клеевое сцепление при контакте друг с другом.

2. Сухой клей по п.1, в котором эластичная поверхность имеет твердость по Шору А около 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20 или менее.

3. Сухой клей по п.1 или 2, в котором эластичная поверхность является поверхностью объекта, изготовленного из эластичного материала.

4. Сухой клей по п.1 или 2, в котором эластичная поверхность представляет собой слой эластичного материала отдельно или на подложке.

5. Сухой клей по п.1 или 2, в котором эластичная поверхность состоит из вкраплений эластичного материала на подложке.

6. Сухой клей по п.4 или 5, в котором подложка имеет полимерную поверхность, такую как поверхность, изготовленная из PET, поверхность бумаги, металлическую поверхность.

7. Сухой клей по п.5, в котором подложка имеет микроструктурную и наноструктурную поверхность, при этом сухой клей является самоклеящимся.

8. Сухой клей по любому из пп.3-7, в котором эластичный материал представляет собой полимер.

9. Сухой клей по п.8, в котором полимер представляет собой термопластичный эластомер или сшитый эластомер.

10. Сухой клей по п.9, в котором полимер представляет собой силиконовый эластомер, силиконовый каучук, стирол-изопреновый эластомер, стирол-бутадиеновый эластомер, стирол-этиленовый/бутилен-стирольный эластомер, стирол-этиленовый/пропилен-стирольный эластомер этилен-бутадиен-стирольный эластомер, силоксановый полимер или полиизоцианат.

11. Сухой клей по любому из пп.1-10, в котором эластичная поверхность и/или микроструктурная и наноструктурная поверхность находятся на подложке из обычного клея.

12. Сухой клей по любому из пп.1-11, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность имеет показатель шероховатости, среднее арифметическое отклонение профиля (R_a), в диапазоне от около 0,2 мкм до около 3,0 мкм, от около 0,2 мкм до около 1,5 мкм, от около 0,25 мкм до около 1,5 мкм или от около 0,2 мкм до около 0,7 мкм.

13. Сухой клей по любому из пп.1-12, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность имеет средний шаг неровностей профиля (RS_m) от около 20 мкм до около 2000 мкм, от около 20 мкм до около 1500 мкм, от около 20 мкм до около 1000 или от около 20 около 500 мкм.

14. Сухой клей по любому из пп.1-13, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность представляет собой металлическую поверхность, поверхность стекла, поверхность бумаги или полимерную поверхность, которые несут микроструктуры и наноструктуры.

15. Сухой клей по любому из пп.1-13, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность состоит из микроструктурных и наноструктурных вкраплений на подложке.

16. Сухой клей по п.15, в котором подложка имеет металлическую поверхность, поверхность стекла, поверхность бумаги, полимерную поверхность.

17. Сухой клей по п.16, в котором подложка выполнена из алюминия.

18. Сухой клей по п.16, в котором подложка представляет собой фотобумагу для печати.

19. Сухой клей по п.16, в котором подложка представляет собой лист полиэтиленфталата или винила, такой как лист ПВХ.

20. Сухой клей по любому из пп.1-6 и 8-13, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность состоит из микроструктурных и наноструктурных вкраплений на подложке, при этом подложка является эластичной поверхностью и сухой клей является самоклеящимся.

21. Сухой клей по любому из пп.1, 2, 5, 6, 8-13 и 15-19, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность состоит из вкраплений микроструктур и наноструктур на подложке, и в котором подложка состоит из вкраплений эластичного материала, размещенных в других местах на указанной подложке, и при этом сухой клей является самоклеящимся.

22. Сухой клей по п.21, в котором подложка представляет собой пластиковую поверхность, такую как поверхность PET пленки, металлическую поверхность или поверхность бумаги, которая необязательно находится на подложке из слоя пластика.

23. Микроструктурная и наноструктурная поверхность для сухой адгезии к эластичной поверхности, имеющей твердость по Шору А около 60 или менее, при этом микроструктурная и наноструктурная поверхность способна образовывать сухое клеевое сцепление при контакте с эластичной поверхностью.

24. Микроструктурная и наноструктурная поверхность по п.23, в котором микроструктура и наноструктура такова, как она определена в любом из пп.1 и 11-19, и/или эластичная поверхность такова, как она определена в любом из пп.1-6 и 8 и 10.

25. Эластичная поверхность, имеющая твердость по Шору А около 60 или менее, для сухой адгезии к микроструктурной и наноструктурной поверхности, при этом эластичная поверхность способна образовывать сухое клеевое сцепление при контакте с микроструктурной и наноструктурной поверхностью.

26. Эластичная поверхность по п.25, в котором микроструктура и наноструктура такова, как она определена в любом из пп.1 и 11-19, и/или эластичная поверхность такова, как она определена в любом из пп.1-6 и 8 и 10.

27. Использование микроструктурной и наноструктурной поверхности в соответствии с любым из пп.1 и 11-19 в качестве подложки для сухой адгезии к эластичной поверхности в соответствии с любым из пп.1-6 и 8 и 10.

28. Использование эластичной поверхности в соответствии с любым из пп.1-6 и 8 и 10 в качестве подложки для сухой адгезии к микроструктурной и наноструктурной поверхности в соответствии с любым из пп.1 и 11-19.

29. Сухой самоклеящийся клей, включающий:

а. микроструктурную и наноструктурную поверхность и

b. эластичную поверхность, имеющую твердость по Шору А около 60 или менее,

при этом микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность способны образовывать сухое клеевое сцепление при контакте друг с другом, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность каждая занимают один или более участков на одной и той же физической поверхности.

30. Сухой самоклеящийся клей по п.29, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность каждая занимают один участок той же физической поверхности.

31. Сухой самоклеящийся клей по п.29, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность каждая занимают множество отдельных участков той же физической поверхности.

32. Сухой самоклеящийся клей по п.29 или 31, в котором диапазон(-ы) размеров участка(-ков) составляет от около 1 мкм до около 5 мм.

33. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.29-32, включающий один или более эластичный участок(-тки), размещенный на микроструктурной и наноструктурной поверхности.

34. Сухой самоклеящийся клей по п.33, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность представляет собой металлическую поверхность, поверхность бумаги или полимерную поверхность.

35. Сухой самоклеящийся клей по п.33, в котором металлическая поверхность представляет собой поверхность алюминия.

36. Сухой самоклеящийся клей по п.33, в котором поверхность бумаги представляет собой фотобумагу для печати.

37. Сухой самоклеящийся клей по п.33, в котором полимерная поверхность представляет собой поверхность полиэтиленфталата или винила, такую как поверхность ПВХ.

38. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.33-37, включающий множественные отдельные эластичные участки, расположенные на расстоянии на микроструктурной и наноструктурной поверхности.

39. Сухой самоклеящийся клей по п.38, в котором соотношение общей площади, занимаемой эластичными участками, к общей площади, занимаемой микроструктурной и наноструктурной поверхностью в промежутках между эластичными участками, составляет 1:1,1 или более.

40. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.29-32, включающий один или более микроструктурный и наноструктурный участок(-тки), размещенные на эластичной поверхности.

41. Сухой самоклеящийся клей по п.40, включающий множественные отдельные микроструктурные и наноструктурные участки, расположенные на расстоянии на эластичной поверхности.

42. Сухой самоклеящийся клей по п.41, в котором соотношение общей площади, занимаемой микроструктурными и наноструктурными участками, к общей площади, занимаемой эластичной поверхностью в промежутках между микроструктурными и наноструктурными участками, составляет 1:1,1 или больше.

43. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.29-32, включающий один или более микроструктурный и наноструктурный участок(-тки) и один или более эластичный участок(-тки), размещенные на поверхности подложки.

44. Сухой самоклеящийся клей по п.43, в котором поверхность подложки представляет собой поверхность пластика, такую как поверхность PET пленки, металлическую поверхность или поверхность бумаги, которая необязательно находится на подложке из слоя пластика.

45. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.29-44, находящийся на подложке из обычного клея.

46. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.29-45, в котором эластичная поверхность имеет твердость по Шору А около 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20 или менее.

47. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.29-46, в котором эластичная поверхность включает полимер.

48. Сухой самоклеящийся клей по п.47, в котором полимер, входящий в состав эластичной поверхности, представляет собой термопластичный эластомер или сшитый эластомер.

49. Сухой самоклеящийся клей по п.48, в котором полимер, входящий в состав эластичной поверхности, представляет собой силиконовый эластомер, силиконовый каучук, стирол-изопреновый эластомер, стирол-бутадиеновый эластомер, стирол-этиленовый/бутилен-стирольный эластомер, стирол-этиленовый/пропилен-стирольный эластомер, этилен-бутадиен-стирольный эластомер, силоксановый полимер или полиизоцианат.

50. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.29-49, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность имеет показатель шероховатости, среднее арифметическое отклонение профиля (R_a), в диапазоне от около 0,2 мкм до около 3,0 мкм, от около 0,2 мкм до около 1,5 мкм, от около 0,25 мкм до около 1,5 мкм или от около 0,2 мкм до около 0,7 мкм.

51. Сухой самоклеящийся клей по любому из пп.29-50, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность имеет средний шаг профиля неровностей (RS_m) от около 20 мкм до около 2000 мкм, от около 20 мкм до около 1500 мкм, от около 20 мкм до около 1000 или от около 20 около 500 мкм.

52. Крепежная деталь, содержащая сухой клей в соответствии с любым из пп.1-22, поверхность в соответствии с любым из пп.23-26 или сухой самоклеящийся клей в соответствии с любым из пп.27-51.

53. Игра или игрушка, содержащая сухой клей в соответствии с любым из пп.1-22, поверхность в соответствии с любым из пп.23-26 или сухой самоклеящийся клей в соответствии с любым из пп.57-51.

54. Щит для отображения рекламного объявления, имеющий эластичную поверхность в соответствии с любым из пп.1-26 с его обратной стороны, имеющий микроструктурную и наноструктурную поверхность в соответствии с любым из пп.1-26, при этом эластичная поверхность способна образовывать сухое клеевое сцепление при контакте с микроструктурной и наноструктурной поверхностью.

55. Щит по п.54, в котором микроструктурная и наноструктурная поверхность представляет собой алюминиевую поверхность.

56. Щит по п.54 или 55, в котором рекламное объявление включает пластиковый лист с изображением и/или надписями на лицевой стороне и эластичную поверхность с его обратной стороны.

57. Стенд для крепления экрана,

стенд и экран каждый имеют сухую самоклеящуюся поверхность в соответствии с любым из пп.27-51, или

стенд содержит одну эластичную поверхность, как определено в любом из пп.1-26, и микроструктурную и наноструктурную поверхность, как определено в любом из пп.1-26, а экран содержит другую эластичную поверхность и микроструктурную и наноструктурную поверхность.

58. Игра с дротиками, содержащая мишень, напечатанную на микроструктурной и наноструктурной поверхности в соответствии с любым из пп.1-26, и один или более дротиков, имеющих наконечник, выполненный из эластичного материала и имеющий эластичную поверхность в соответствии с любым из пп.1-26.

59. Игра со стрельбой, содержащая микроструктурную и наноструктурную поверхность в соответствии с любым из пп.1-26, встроенную в предмет одежды, и один или более снарядов, имеющих эластичную поверхность в соответствии с любым из пп.1-26.

60. Ламинирующая пленка для ламинирования микроструктурной и наноструктурной поверхности, где ламинирующая пленка имеет эластичную поверхность с твердостью по Шору А около 60 или менее, при этом эластичная поверхность способна образовывать сухое клеевое сцепление при контакте с микроструктурной и наноструктурной поверхностью.

61. Ламинирующая пленка по п.60, в которой эластичная поверхность представляет собой поверхность эластичного слоя, расположенного на базовом слое.

62. Ламинирующая пленка по п.60, в которой эластичная поверхность включает вкрапления эластичного материала, расположенные на базовом слой.

63. Ламинирующая пленка по п.61 или 62, в которой базовый слой представляет собой полимерную пленку, такую как РЕТРЕТ пленка.

64. Ламинирующая пленка по любому из пп.60-63, в которой эластичная поверхность имеет твердость по Шору А около 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20 или менее.

65. Ламинирующая пленка по любому из пп.60-64, в которой эластичная поверхность включает полимер.

66. Ламинирующая пленка по п.65, в которой полимер, входящий в состав эластичной поверхности, представляет собой термопластичный эластомер или сшитый эластомер.

67. Ламинирующая пленка по п.66, в которой полимер, входящий в состав эластичной поверхности, представляет собой силиконовый эластомер, силиконовый каучук, стирол-изопреновый эластомер, стирол-бутадиеновый эластомер, стирол-этиленовый/бутилен-стирольный эластомер, стирол-этиленовый/пропилен-стирольный эластомер, этилен-бутадиен-стирольный эластомер, силоксановый полимер или полиизоцианат.

68. Ламинирующая пленка по любому из пп.60-67, в которой микроструктурная и наноструктурная поверхность представляет собой поверхность бумаги.

69. Ламинирующая пленка по п.68, в которой поверхность бумаги представляет собой поверхность фотобумаги для печати.

70. Способ изготовления микроструктурной и наноструктурной поверхности, включающий создание микроструктур и наноструктур на поверхности.

71. Способ по п.70, в котором микроструктуры создают путем механического зернения, химического зернения, электролитического зернения, плазменного зернения, путем растяжения пластичного материала, содержащего нанодобавки, или их комбинацией.

72. Способ по п.70 или 71, в котором наноструктуры создают путем электролитического анодирования, путем введения нанопористого материала и/или материала из наночастиц или путем селективной экстракции фазы в материале с разделившимися фазами.

73. Способ по любому из пп.70-72, дополнительно включающий создание функциональных групп на микроструктурной и наноструктурной поверхности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

[0012] На прилагаемых рисунках:

[0013] Фиг.1 представляет собой снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), микроструктурной и наноструктурной поверхности алюминия в соответствии с Примером 1;

[0014] Фиг.2 представляет собой снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), микроструктурной и наноструктурной поверхности алюминия в соответствии с Примером 2;

[0015] Фиг.3 представляет собой снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), микроструктурной и наноструктурной поверхности алюминия в соответствии с Примером 3;

[0016] Фиг.4 представляет собой снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), микроструктурной и наноструктурной поверхности алюминия в соответствии с Примером 4;

[0017] Фиг.5 представляет собой снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), микроструктурной и наноструктурной поверхности полиэтилентерефталата в соответствии с Примером 6;

[0018] Фиг.6 представляет собой блок-схему процесса создания микроструктур и наноструктур на поверхности в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0019] Фиг.7 представляет собой блок-схему процесса создания микроструктур и наноструктур на поверхности алюминия в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0020] Фиг.8(А-С) демонстрирует сухие самоклеящиеся клеи в соответствии с различными вариантами изобретения;

[0021] Фиг.9 демонстрирует сухой самоклеящийся клей в соответствии с вариантом изобретения;

[0022] Фиг.10 демонстрирует сухой самоклеящийся клей в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;

[0023] Фиг.11 демонстрирует сухой самоклеящийся клей в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения;

[0024] Фиг.12 демонстрирует сухой самоклеящийся клей в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;

[0025] Фиг.13 демонстрирует двухслойную пленку для ламинирования в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

[0026] Фиг.14 демонстрирует четырехслойную пленку для ламинирования в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

[0027] Фиг.15 представляет собой фотографию, демонстрирующую адгезию трех предметов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала, на вертикально удерживаемой подложке с микроструктурной и наноструктурной поверхностью в соответствии с изобретением;

[0028] Фиг.16 представляет собой фотографию, демонстрирующую адгезию четырех предметов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала, на той же подложке, что и на Фиг.15, но удерживаемой перевернутой лицом вниз;

[0029] Фиг.17 представляет собой фотографию, демонстрирующую адгезию четырех предметов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала, на другой подложке с микроструктурной и наноструктурной поверхностью в соответствии с изобретением;

[0030] Фиг.18 представляет собой фотографию, демонстрирующую адгезию четырех предметов тороидальной формы и одного нитеообразного предмета, изготовленных из эластичного материала, на той же подложке, что и на Фиг.17, но удерживаемой перевернутой лицом вниз;

[0031] Фиг.19 представляет собой фотографию, демонстрирующую адгезию четырех предметов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала, на другой вертикально удерживаемой подложке с микроструктурной и наноструктурной поверхностью в соответствии с Примером 6;

[0032] Фиг.20 представляет собой фотографию, демонстрирующую подложку из Фиг.19, несущую четыре предмета тороидальной формы, которые могут держаться при поддерживании одного из предметов;

[0033] Фиг.21 представляет собой фотографию, демонстрирующую, как один из изобретателей тянет, чтобы удалить один из четырех предметов тороидальной формы с поверхности подложки Фиг.19 и 20;

[0034] Фиг.22 представляет собой фотографию, демонстрирующую адгезию четырех предметов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала, на другой вертикально удерживаемой подложке с микроструктурной и наноструктурной поверхностью в соответствии с изобретением;

[0035] Фиг.23(A-F) демонстрирует использование сухого самоклеящегося листа в соответствии с Примером 8;

[0036] Фиг.24(A-D) демонстрирует использование сухого самоклеящегося листа в соответствии с Примером 9;

[0037] Фиг.25(А-Е) демонстрирует использование сухого самоклеящегося листа в соответствии с Примером 10;

[0038] Фиг.26(A-D) демонстрирует использование мишени для дротиков и дротиков в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

[0039] Фиг.27(А-С) демонстрирует использование мишени для дротиков и дротиков в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0040] Теперь настоящее изобретение будет описано подробно со ссылкой на варианты его осуществления, которые проиллюстрированы на прилагаемых рисунках. В последующем описании многочисленные конкретные детали изложены для того, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако, специалистам в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено без некоторых или всех этих конкретных деталей. В других примерах стадии и/или устройства хорошо известных процессов не описаны подробно, чтобы излишне не затруднять понимание настоящего изобретения.

[0041] В соответствии с настоящим изобретением предлагается сухой клей, содержащий микроструктурную и наноструктурную поверхность (также называемую в дальнейшем «структурная поверхность»), и эластичную поверхность, имеющую твердость по Шору А около 60 или менее; при этом структурная поверхность и эластичная поверхность способны образовывать сухое клеевого сцепление при контакте друг с другом.

[0042] В варианте осуществления, настоящее изобретение относится к микроструктурным и наноструктурным поверхностям для сухой адгезии к эластичной поверхности, имеющей твердость по Шору А около 60 или менее. Эти структурные поверхности способны образовывать сухое клеевого сцепление при контакте с эластичной поверхностью. Настоящее изобретение также относится к способам получения таких структурных поверхностей. Настоящее изобретение также относится к использованию микроструктурной и наноструктурной поверхности в качестве подложки для сухой адгезии к эластичной поверхности.

[0043] В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к сухим самоклеящимся клеям на основе сухого клея изобретения. В этих сухих самоклеящихся клеях структурная поверхность и эластичная поверхность каждая расположены на одной или более различных областях одной и той же физической поверхности. Таким образом, сухой самоклеящийся клей содержит поверхность с одним или более микроструктурными и наноструктурными участками (также называемые в дальнейшем «структурные участки») и одним или более эластичными участками, где эластичные участки имеют твердость по Шору 60 или менее. В сухом самоклеящемся клее структурные участки способны образовывать сухое клеевого сцепление при контакте с эластичными участками.

[0044] В еще одном варианте осуществления изобретения предлагается также ламинирующая пленка на основе сухого клея согласно изобретению. Ламинирующая пленка содержит эластичную поверхность, имеющую твердость по Шору около 60 или менее, для ламинирования микроструктурной и наноструктурной поверхности. Эта эластичная поверхность способна образовывать сухое клеевого сцепление при контакте со структурной поверхностью, подлежащей ламинированию.

[0045] В других вариантах настоящее изобретение относится к различным применениям вышеуказанного.

[0046] Следует отметить, что такие формулировки, как «микроструктурная и наноструктурная поверхность» и «эластичная поверхность» не обязательно означают, что вся поверхность является микроструктурной и наноструктурной или эластичной. Скорее, как будет показано ниже, только один большой или несколько небольших участков поверхности могут быть микроструктурными и наноструктурными или эластичными. Это имеет место особенно для сухого самоклеящегося клея, но также сухого клея, микроструктурных и наноструктурных поверхностей для сухой адгезии и ламинирующих пленок. В настоящей заявке, если не указано иное, «микроструктурная и наноструктурная поверхность» (или «структурная поверхность») и «эластичная поверхность» означают поверхности, которые полностью или только частично микроструктурны и наноструктурны или эластичны, соответственно.

[0047] Следует также отметить, что микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность могут просто находиться на подложке, это в случае фотобумаги для печати или алюминиевого листа, модифицированного для образования микроструктур и наноструктур (см. ниже более подробно), или они могут быть поверхностью объекта, например эластичная поверхность может быть поверхностью объекта, изготовленного из эластичного материала.

[0048] В настоящей заявке «сухая адгезия» является адгезией, при которой не используется обычный клей. Не используется никакой клей, эпокси или другой липкий материал. Не будучи связанными какой-либо теорией, полагают, что эластичный материал прилипает к микроструктурной и наноструктурной поверхности вследствие физических (например, ван-дер-ваальсовых) и/или химических взаимодействий между микроструктурами и наноструктурами и эластичной поверхностью, которая, будучи эластичной, согласовывается с рельефностью структурной поверхности, с образованием обратимого механического сцепления. Таким образом, когда эластичный материал приводят в физический контакт со структурной поверхностью, между ними мгновенно образуется клеевое сцепление. Эта связь обратима и поверхности могут быть отделены друг от друга.

[0049] В вариантах осуществления, отделение не является разрушительным и/или не оставляет следов. Это может быть в случае, например, когда структурная поверхность изготовлена из износостойкого материала, который не образует никаких частиц, и когда прочность на разрыв эластичного материала является достаточно высокой, чтобы не оставлять никаких следов. В этих вариантах процессы прилипания и отлипания являются полностью обратимыми и могут, таким образом, повторяться большое количества раз.

[0050] В других вариантах отделение не является полностью неразрушительным и/или без оставления следов. Это может быть в случае, когда структурной поверхностью является фотобумага для печати, имеющая одно или более хрупкое покрытие. В таких случаях изобретателями было отмечено, что отлипание может приводить к некоторому отделению хрупкого покрытия. При повторных прилипании и отлипании покрытие повреждается и уменьшается сила адгезии. Таким образом, процессы прилипания и отлипания не являются полностью обратимыми и в некоторой мере разрушительны. Тем не менее, прилипание и отлипание может быть повторено, но не очень большое число раз. Такие варианты осуществления, однако, полезны при использовании, когда не требуется многократно приклеивать и отклеивать поверхности друг от друга. Это тот случай, когда эластичная поверхность используется в качестве ламинирующей пленки для ламинирования структурной поверхности.

[0051] Слова и изображения могут быть написаны или нарисованы с использованием, например маркера, или они могут быть напечатаны на нескольких вариантах микроструктурной и наноструктурной поверхности, эластичной поверхности и поверхности сухого самоклеящегося клея.

[0052] Как правило, чем толще эластичная поверхность, тем сильнее будет сухая адгезия. Кроме того, чем ниже значение по Шору А эластичной поверхности, тем сильнее будет сухая адгезия.

Эластичная поверхность

[0053] В настоящей заявке «эластичная» поверхность или материал означают поверхность или материал с относительно низким модулем упругости, так что она способна деформироваться и согласовываться с другой формой. В вариантах осуществления эластичная поверхность или материал имеют твердость по Шору-А 60 или менее, предпочтительно около 55, 50, 45, 40, 35, 30 или 25 или менее. В этих или других вариантах осуществления эластичный материал или поверхность имеют твердость по Шору-А 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 или 55 или более.

[0054] В вариантах осуществления эластичная поверхность выполнена из органического и/или неорганического материала. Не ограничивающие примеры таких материалов включают полимеры, такие как термопластичные полимеры, термопластичные эластомеры и сшитые эластомеры. Подходящие полимеры включают, но не ограничиваются ими, природный полиизопрен, синтетический полиизопрен, полибутадиен, полихлоропрен, бутиловый каучук, стирол-бутадиеновый каучук, нитрильный каучук, этилен-пропиленовый каучук, эпихлоргидриновый каучук, полиакриловый каучук, силиконовый каучук, фторсиликоновый каучук, фторэластомеры, перфторэластомеры, простые полиэфиры блок амиды, хлорсульфированный полиэтилен, этилен-винилацетат, силиконовый эластомер, полиуретановый эластомер, диметилсилоксановые полимеры с концевыми аминопропильными группами, стирол-этилен/пропилен-стирол (SEPS) термопластичный эластомер, стирол-этилен/бутилен-стирол (SEBS) термопластичный эластомер, стирол-изопрен-стирол (SIS) термопластичный эластомер, стирол-бутадиен-стирол (SBS) термопластичный эластомер и/или термопластичный эластомер стирол-этилен/бутадиен-стирол с привитым малеиновым ангидридом.

[0055] В таблице I приведены не ограничивающие примеры термопластичных эластомеров вместе с некоторыми из их физических свойств. Термопластичные эластомеры перечислены с их твердостью (по Шору А), удлинением при разрыве (%) и/или прочностью при растяжении (фунтов на квадратный дюйм). Термопластичные полимеры Kraton доступны через компанию Kraton Polymers в Хьюстоне, штат Техас. Техническое описание этих полимеров доступно через веб-сайт www.kraton.com и включено в настоящее описание посредством ссылки.

[0056]

[0057] В таблице II приведены не ограничивающие примеры сшитых эластомеров вместе с некоторыми из их физических свойств. Сшитые эластомеры перечислены с их твердостью (по Шору А), удлинением при разрыве (%), прочностью при растяжении (фунтов на квадратный дюйм) и прочностью при раздирании (кН/м). Силиконовые эластомеры доступны через компанию Dow Coming. Техническое описание этих полимеров доступно специалистам через веб-сайт www.dowcornmg.com и включено в настоящее описание посредством ссылки.

[0058]

[0059] Другим примером эластичного материала является QLE1031, термоотверждаемый силиконовый эластомер, доступный от компании Quantum Silicones, штат Вирджиния, США. Техническое описание этих полимеров доступно специалистам через веб-сайт wwvv.quantumsilicones.com и включено в настоящую заявку посредством ссылки.

[0060] В вариантах осуществления, неорганические материалы, такие как монокристаллический кремний, изготовленный в виде гибкой наномембраны, могут использоваться в качестве эластичного материала. Неорганические наномембраны на самом деле могут согласовываться с микроструктурной и наноструктурной поверхности с получением мгновенной обратимой сухой адгезии.

[0061] Эластичная поверхность может быть поверхностью объекта, изготовленного из эластичного материала. Этот объект может быть пленкой или любым трехмерным объектом. В других вариантах осуществления эластичная поверхность является поверхностью эластичного слоя, находящегося на подложке, например листе пластмассы или т.п.

[0062] В этих и других вариантах осуществления эластичная поверхность является достаточно тонкой, чтобы быть гибкой. Как таковая, она может быть в различных формах и видах. В предпочтительном варианте, эластичная поверхность представлена в виде рулона.

[0063] В этих и других вариантах осуществления эластичная поверхность снабжена обычной клеевой подложкой (которая может быть защищена отрывной пленкой, пока она не используется) для приклеивания эластичной поверхности к субстрату.

Микроструктурная и наноструктурная поверхность

[0064] В настоящей заявке «микроструктурная и наноструктурная» (или «структурная») поверхность является поверхностью, которая несет микроструктуры и наноструктуры. Изобретателями было отмечено, как показано в Сравнительном примере 1, что наличие как микроструктур, так и наноструктур приводит к сильному сухому клеевому сцеплению. Такие микроструктуры и наноструктуры можно увидеть на Фигурах 1-5. Предпочтительно, микроструктуры и наноструктуры могут быть микропорами и нанопорами различных правильных и неправильных форм.

[0065] В настоящей заявке «нано» в отношении наноструктур и нанопор, относится к структурам и порам с размерами в диапазоне от около 1 до около 100 нанометров (нм), и «микро» в отношении микроструктур и микропор относится к структурам и порам с размером больше чем около 0,1 до около 5 микрон (мкм).

[0066] Шероховатость микроструктурной и наноструктурной поверхности (или участков) может быть выражена с помощью показателя R_a, среднее арифметическое отклонение профиля от амплитуды, и RS_m, средний шаг между неровностями профиля. Как будет видно ниже, плотностью, микроструктурой, наноструктурой и функциональностью микроструктурной и наноструктурной поверхности можно управлять и подбирать, как указано ниже.

[0067] В вариантах осуществления R_a изменяется от около 0,2 мкм до около 3,0 мкм. В более предпочтительном варианте он изменяется от около 0,2 мкм до около 1,5 мкм, или предпочтительно от около 0,25 мкм до около 1,0 мкм или от около 0,2 мкм до около 0,7 мкм. В этих или других вариантах RS_m может изменяться от около 20 нм до около 2000 нм. В более предпочтительных вариантах он изменяется от около 20 нм до около 1500 нм или от около 20 нм до около 1,000 нм или от около 20 нм около 500 нм.

[0068] В вариантах осуществления структурная поверхность является металлической поверхностью, поверхностью стекла, поверхностью бумаги или полимерной поверхностью, Неорганичивающие примеры металлических поверхностей включают поверхности алюминия, меди и нержавеющей стали, модифицированные для образования микроструктур и наноструктур. Не органичивающие примеры полимерных поверхностей включают полиэтилентерефталатную, полиолефиновую, полиаминовую, полисилоксановую, полиимидную и полиуретановую поверхности, каждая из которых необязательно содержит неорганические или органические частицы. В этих и других вариантах частицы используют для придания поверхности микроструктур и/или наноструктур. В вариантах осуществления органические и неорганические частицы являются наночастицами и/или микрочастицами, содержащими нанопоры. В некоторых вариантах используют нанопористые материалы и/или материалы из наночастиц, такие как карбонат кальция, цеолиты, коллоидный диоксид кремния, оксид циркония, оксид титана, активированные угли, многогранные олигомерные силсесквиоксаны (POSS), углеродные нанотрубки, графен, оксид алюминия (такой как Cab-O-Sperse PG008) и/или активированный оксид алюминия.

[0069] В вариантах осуществления структурной поверхностью является поверхность бумаги. Не все виды бумаги имеют микроструктурную и наноструктурную поверхность. Однако, многие коммерчески доступные бумаги имеют такую поверхность. Это в случае многих видов бумаг для печати с помощью струйных принтеров, особенно для печати фотографий с помощью таких принтеров (в дальнейшем «фотобумага для печати»). В вариантах осуществления структурная поверхность является поверхностью микропористой бумаги для печати или смолы покрытия бумаги для печати. Существует множество таких видов бумаг для струйной печати, доступных под различными марками. Такие бумаги имеют микроструктуры и наноструктуры, которые позволяют быстрее высыхать краске на водной основе и в целом улучшают качество напечатанных фотографий. В зависимости от способа их изготовления эти бумаги будут иметь одно или более покрытий с органическими и неорганическими частицами или без них. Эти покрытия и/или частицы обеспечивают микроструктуры и наноструктуры. В некоторых вариантах осуществления такие бумаги для печати содержат коллоидный диоксид кремния, который может быть скреплен поливиноловым спиртом. Такие бумаги для печати широкодоступны от таких производителей как Epson™, Canon™ HP™, Kodak™ и/или Ilford™. Эти фотобумаги могут быть доступны с различными видами отделки, например глянцевые, матовые, шелковистые и блестящие. Не ограничивающие примеры подходящей фотобумаги для печати включают:

[0070] Epson™ Ultra Premium Photo Paper Glossy,

[0071] Epson™ Premium Resin Coated Glossy Photo Paper,

[0072] Canon™ Matte Photo Paper,

[0073] Canon™ Photo Paper Plus II Glossy,

[0074] HP™ Advanced Photo Paper Glossy,

[0075] Kodak™ Photo Paper Glossy,

[0076] Kodak™ Photo Paper Matte,

[0077] Ilford™ Galerie Smooth Pearl Paper, and

[0078] Ilford™ Galerie Smooth Gloss Paper.

[0079] В некоторых вариантах осуществления поверхность является алюминиевой поверхностью. Такая поверхность может быть изготовлена с толщиной меньше 6 мкм, что делает ее гибкой.

[0080] В некоторых вариантах осуществления поверхность является поверхностью полиэтилентерефталата, содержащего один или более нанопористый материал и/или материал с наночастицами.

[0081] В некоторых вариантах осуществления микроструктурная и наноструктурная поверхность является достаточно тонкой, чтобы быть гибкой. Как таковая, она может быть в различных формах и видах. В предпочтительном варианте, структурная поверхность представлена в виде рулона.

[0082] В более конкретном варианте, микроструктурная и наноструктурная поверхность приклеена к эластичной поверхности и затем обе свернуты в рулон. Таким образом, сам сухой клей представлен в виде рулона.

[0083] В этих и других вариантах осуществления структурная поверхность и/или эластичная поверхность могут быть снабжены обычной клеевой подложкой (которая может быть защищена отрывными пленками, пока они не используются) для приклеивания их к субстрату. Это дает возможность приклеить эластичную поверхность к первому субстрату и микроструктурную и наноструктурную поверхность ко второму субстрату и обратимо приклеить первый субстрат ко второму субстрату посредством сухого клеевого взаимодействия структурной поверхности/эластичной поверхности.

[0084] Микроструктурная и наноструктурная поверхность дает возможность мгновенной сухой адгезии к эластичной поверхности. Это неожиданно, потому что структурная поверхность и эластичная поверхность не имеют собственных адгезионных свойств, т.е. они являются нелипкими.

Способ получения микроструктурной и наноструктурной поверхности

[0085] Как отмечалось выше, микроструктурная и наноструктурная поверхность может быть коммерчески доступным продуктом, таким как фотобумага для печати. Эта поверхность может быть также получена путем модификации поверхности материала для создания на нем микроструктур и наноструктур.

[0086] Таким образом, возвращаясь теперь к способу изготовления микроструктурной и наноструктурной поверхности. Фиг.6 демонстрирует блок-схему процесса создания микроструктур и наноструктур на поверхности в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Эта схема иллюстрирует высокоуровневый процесс 100 для создания поверхностей, например металла, пластика и/или стекла, с микроструктурами и наноструктурами. В этом процессе стадии 102, 104, 110, 112 и 114 являются необязательными.

[0087] Как показано на Фиг.6, процесс 100 может начинаться с необязательной стадии 102, на которой оператор выбирает, при необходимости, материал, подлежащий обработке.

[0088] На необязательной стадии 104, выбранный материал обрабатывают для подготовки поверхности выбранного материала, по мере необходимости.

[0089] Рассмотрим ситуацию, когда, например, выбранным материалом является металл или стекло. Выбранный материал может быть предварительно обработан, чтобы очистить его с удалением накопленных поверхностных загрязнений, таких как твердые частицы и/или масла и жиры. Эта очистка может состоять из одной промывки деионизированной водой или множества ступенчатых стадий. Например, она может включать, но не ограничиваясь этим, одну или более промывки деионизированной водой, обезжиривание с помощью нейтрального, кислого и/или щелочного моющего раствора, промывку деионизированной водой и сушку. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что стадия предварительной обработки 104 может быть модифицирована для достижения желаемого уровня чистоты в зависимости от выбранного материла и уровня и природы загрязнений на поверхности выбранного материала.

[0090] Рассмотрим другую ситуацию, когда, например, выбранным материалом является необработанный полимер в виде гранул. В таком случае полимер может быть смешан, на стадии предварительной обработки 104, с другими добавками в эффективной концентрации для получения желаемых для пользователя конечных свойств. Чтобы упростить рассмотрение, эти добавки не обсуждаются детально, поскольку добавки, такие как пластификаторы, наполнители, красители, технологические добавки, антиоксиданты и антипирены, хорошо известны специалистам в данной области техники, которым будет понятно, что они могут выбираться в зависимости от конечного использования.

[0091] В варианте осуществления в качестве добавки на стадии предварительной обработки 104 используют нанопористые материалы и/или материалы из наночастиц, такие как карбонат кальция, цеолиты, коллоидный диоксид кремния, оксид циркония, оксид титана, активированные угли, многогранные олигомерные силсесквиоксаны (POSS), углеродные нанотрубки, графен и/или активированный оксид алюминия. Нанодобавки смешивают с вышеупомянутым исходным полимером с получением композиции для последующих этапов обработки.

[0092] Как показано на Фиг.6, стадия 106 предусматривает создание микроструктур и наноструктур на поверхности выбранного материала. Не органичивающие примеры обработки, позволяющие создавать микроструктуры на поверхности, включают механическое зернение, химическое зернение, электролитическое зернение, зернение плазмой и их комбинации.

[0093] В вариантах осуществления механическое зернение выполняется на поверхности выбранного материала путем механической абразивной обработки, такой как чистка скребком и/или пескоструйная обработка. Зернение с песком и/или пемзой может выполняться на поверхности выбранного материала с помощью металлических щеток или шлифовальных шариков. Полученная зернистая поверхность может быть относительно грубой. В других вариантах осуществления поверхности выбранного материала придают шероховатость путем ее обдувки под высоким давлением потоком абразивных материалов.

[0094] В вариантах осуществления химическое зернение выполняется на поверхности выбранного материала посредством химического травления или разрушения, подвергая поверхность выбранного материала воздействию щелочного раствора (такого как раствор гидроксида натрия) и/или кислого раствора (такого как раствор соляной кислоты). Например, стеклу можно химически придать зернистость, подвергая поверхность стекла обработке пастой с фторидом натрия.

[0095] В вариантах осуществления электролитическое зернение выполняется на поверхности выбранного материала, например металла, такого как алюминий, подвергая поверхность выбранного материала воздействию электрического тока в водном растворе электролита. Полученная в результате электролитической обработки зернистая поверхность может быть очень тонкой и равномерной.

[0096] В другом варианте осуществления зернение плазмой может выполняться на поверхности выбранного материала, подвергая ее воздействию низкотемпературной радиочастотной (RF) плазмы в вакууме. Например, плазменная камера может быть вакуумирована от около 10^-3 до около 10^-6 торр и RF плазма работает в диапазоне от около 500 килоГерц до около 10 мегаГерц.

[0097] Кроме того, другой метод(-ы) можно использовать для создания микроструктур на поверхности выбранного материала. Рассмотрим ситуацию, например, когда выбранным материалом является пластичный материал, такой как полипропилен. В таких случаях могут быть избирательно добавлены нанодобавки на стадии предварительной обработки 104 для смешивания. В соответствии с вариантом изобретения, полипропиленовая пленка затем может быть одноосно или двуосно вытянута, чтобы вызвать кавитацию вокруг нанодобавок и таким образом создать микропоры.

[0098] Как можно понять из вышеизложенного, множество методов могут использоваться для селективного создания микроструктур на поверхности выбранного материала. Специалисту в данной области техники будет понятно, что стадия создания микроструктур 106 может быть модифицирована для получения желаемого микрорельефа.

[0099] Стадия 108 на Фиг.6 приводит к созданию наноструктур на поверхности выбранного субстрата на стадии 102. В не ограничивающем примере, наноструктуры на поверхности выбранного материала создают путем электролитического анодирования и/или путем введения в материал нанопористого материала и/или материала из наночастиц.

[00100] В варианте осуществления электролитическое анодирование может выполняться на поверхности выбранного материала, такого как металл. Рассмотрим ситуацию, когда выбранным материалом является алюминий. Анодирование это электрохимический процесс, в котором поверхность выбранного материала, алюминия, подвергается воздействию электрического тока в водном растворе кислотного электролита, такого как, например, разбавленная серная кислота. Поверхность в результате сернокислого анодирования будет иметь пористый слой оксида алюминия. В идеале пористый слой оксида алюминия может быть представлен в виде ячеистой структуры с центральной порой в каждой ячейке. Толщина пленки оксида алюминия, размер ячейки и размер пор будет зависеть от условий процесса, таких как состав водного кислотного электролитического раствора, температура и/или плотность тока. Слой оксида алюминия, полученный в результате электролитического анодирования, может привести к поверхности с высокой плотностью нанопор. Ячейки могут иметь диаметр в диапазоне от около 50 до около 300 нм. Поры могут иметь диаметр в диапазоне от около 15 до около 150 нм. Плотность ячеек может изменяться от около 10 до 100 ячеек на мкмм².

[00101] Рассмотрим ситуацию, когда выбранным материалом является стекло. Такое стекло может быть, например, продуктом экстракции из натрийборсиликатного стекла с разделившимися фазами. В варианте осуществления натрийборсиликатное стекло с разделившимися фазами может быть выполнено пористым с размером пор в диапазоне от около 1 до около 500 нм.

[00102] Альтернативно может быть использован другой метод(-ы) для создания наноструктур на поверхности выбранного материала. Рассмотрим ситуацию, когда, например, выбранным материалом является полимерный материал, такой как пленка полиэтилена, полипропилена, полиамида, полиимида или полиэтилентерефталата. В варианте осуществления добавки из нано и микрочастиц могут избирательно добавляться на стадии предварительной обработки 104 для смешивания. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, добавкой из частиц может быть коллоидный диоксид кремния. Коллоидный диоксид кремния может иметь частицы размером в диапазоне от около 5 до около 2,000 нм с поверхностью в диапазоне от около 50 до около 600 м²/г.

[00103] Как можно понять из вышеизложенного, множество методов могут использоваться для селективного создания наноструктур на поверхности выбранного материала. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что стадия создания наноструктур 108 может быть модифицирована для достижения желаемого нанорельефа.

[00104] Стадия 110 на Фиг.6 является необязательной и приводит к созданию функциональной группы (групп) на поверхности выбранной подложки. В не ограничивающем примере функциональности на поверхности выбранного материала можно создавать, используя химические агенты с различными функциональными группами. Не ограничивающие примеры таких функциональных групп включают фосфат-фторид (полученный, например, обработкой алюминия после анодирования раствором NaH₂PO₄ и NaF). Другие методы обработки включают обработку поливинилфосфорной кислотой и/или винилфосфорной кислотой-метакриловой кислотой, а также обработку водными растворами, содержащими силикат натрия.

[00105] Стадия последующей обработки 112 на Фиг.6 может необязательно проводиться в процессе 100 для выполнения различных процедур. В не ограничивающем примере, поверхность выбранного материала может быть очищена, промыта, нейтрализована, окрашена, запечатана и/или обрезана для удовлетворения требований конечного пользователя.

[0106] Как показано на Фиг.6, процесс 100 заканчивается стадией 114. Обработанная поверхность выбранного материла готова к использованию.

[00107] Алюминий является предпочтительным исходным материалом благодаря некоторым из его характеристик, таким как легкость, удельная прочность, обрабатываемость материала и обрабатываемость поверхности. На Фиг.7 показана блок-схема процесса 200 для создания микроструктур и наноструктур на поверхности алюминия в соответствии с одним или более вариантами настоящего изобретения. Для облегчения понимания Фиг.7 будет рассмотрена в связи с Фиг.6 для иллюстрации того, какие стадии на Фиг.7 могут применяться к алюминиевой поверхности. На этой фигуре стадии 202, 204, 212, 214 и 216 являются необязательными. Кроме того, одна или более из стадий 206 и 208 могут выполняться в процессе 200.

[00108] В соответствии с вариантом осуществления изобретения, процесс обработки поверхности 200 для алюминия может выполняться на непрерывной производственной линии при скорости, например, около 10 метров в минуту. В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения процесс обработки поверхности 200 является периодическим процессом.

[00109] Как показано на Фиг.7, процесс 200 начинается с необязательной стадии 202, на которой оператор выбирает алюминий для обработки.

[00110] В соответствии с одним или более вариантами осуществления поверхность алюминия на стадии 202 может быть предварительно обработана на необязательной стадии 204 Фиг.7.

[00111] На стадии предварительной обработки 204 поверхность алюминия может быть, например, очищена. Стадия 204 на Фиг.7 соответствует стадии предварительной обработки 104 на Фиг.6. В варианте осуществления поверхность алюминия может быть очищена путем обезжиривания. Обезжиривание может включать промывку алюминиевой поверхности щелочным раствором, содержащим эффективную концентрацию щелочного раствора для удаления масел и жиров. В не ограничивающем примере эффективная концентрация щелочного раствора может быть около 3,85 г/л гидроксида натрия (NaOH) и/или около 0,95 г/л глюконата натрия. Не ограничивающий пример условий процесса для обезжиривания включает промывку поверхности алюминия щелочным раствором при около 70°С в течение около 3 минут. В варианте осуществления обезжиривание может дополнительно включать нейтрализацию обезжиренной алюминиевой поверхности эффективным раствором кислоты. В не ограничивающем примере эффективная концентрация раствора кислоты может быть около 0,5 г/л соляной кислоты (HCl). Нейтрализованная поверхность алюминия затем может быть промыта деионизированной водой. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что стадия 204 может быть модифицирована для получения желаемого уровня чистоты в зависимости от выбранного материала и загрязнений на поверхности алюминия.

[00112] В соответствии с вариантом осуществления одна или обе стадии механического зернения 206 и электролитического зернения 208 используются в процессе 200 для создания микроструктур на поверхности алюминия. Обе стадии 206 и 208 на Фиг.7 соответствуют стадии 106 на Фиг.6.

[00113] В соответствии с вариантом осуществления микроструктуры могут быть созданы на алюминиевой поверхности на стадии механического зернения 206. В не ограничивающем примере стадия механического зернения 206 может выполняться с использованием нейлоновых щеточных валиков на алюминиевой поверхности в водной суспензии, содержащей около 400 меш порошка пемзы. Механически обработанная зернистая алюминиевая поверхность затем может быть промыта деионизированной водой.

[00114] Дополнительно или альтернативно, микроструктуры на алюминиевой поверхности могут быть созданы на стадии электролитического зернения 208. В не ограничивающем примере стадия электролитического зернения 208 может выполняться с использованием углеродных электродов и различных эффективных кислых растворов электролитов при температуре около 25°С с различной эффективной плотностью переменного тока. В не ограничивающих примерах эффективные кислые растворы электролита могут включать, по меньшей мере, один из растворов: около 6,0 г/л раствор соляной кислоты, около 8,0 г/л раствор соляной кислоты и около 16,0 г/л раствор уксусной кислоты (СН₃СООН), и/или около 10 г/л раствор азотной кислоты (HNO₃). В примере эффективная плотность переменного тока может составлять от около 160 до около 1250 С/дм².

[00115] В варианте осуществления стадия электролитического зернения 208 дополнительно включает нейтрализацию электролитически обработанной поверхности эффективным водным щелочным раствором. В не ограничивающем примере эффективная концентрация водного щелочного раствора может быть около 3,0 г/л гидроксида натрия. Нейтрализованная поверхность алюминия затем может быть промыта деионизированной водой. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что условия, использованные на стадии механического зернения 206 и стадии электролитического зернения 208, могут быть модифицированы для достижения желаемого уровня микроструктур в зависимости от потребностей конечного пользователя. Также порядок выполнения этих операций может меняться.

[00116] Как показано на Фиг.7, следующим этапом является стадия электролитического анодирования 210, которая приводит к созданию наноструктур на поверхности алюминия. Стадия 210 на Фиг.7 соответствует стадии 108 на Фиг.6. Наноструктуры образуются на поверхности алюминия при электролитическом анодировании, в результате которого образуется слой оксида алюминия, имеющий нанопористую структуру, и затвердевает поверхность зернистого алюминия. В не ограничивающем примере стадия электролитического анодирования 210 может выполняться с использованием 316 электродов из нержавеющей стали и различных эффективных кислых растворов электролита при около 20°С с различной эффективной плотностью постоянного тока. В вариантах осуществления эффективными кислыми растворам электролита могут быть, по меньшей мере, один из растворов: 140,0 г/л раствор серной кислоты (H₂SO₄) и/или около 160 г/л раствор фосфорной кислоты (H₃PO₄). Как пример, эффективная плотность постоянного тока находится в диапазоне от около 5,6 до 7 А/дм². В варианте осуществления стадия электролитического анодирования 210 на Фиг.7 может дополнительно включать промывку электролитически анодированной алюминиевой поверхности деионизированной водой. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что условия, используемые для электролитического анодирования, могут быть модифицированы для получения желаемого нанорельефа.

[00117] Как показано на Фиг.7, в соответствии с вариантом осуществления, стадия функионализации поверхности 212 может необязательно проводиться для создания функциональных групп на поверхности алюминия. Стадия 212 на Фиг.7 соответствует стадии создания функциональности 110 на Фиг.6.

[00118] В варианте осуществления функционализация алюминиевой поверхности на стадии функционализации поверхности 212 осуществляется для повышения межмолекулярного взаимодействия и улучшения адгезии к поверхности. В не ограничивающем примере функционализация поверхности может выполняться путем погружения поверхности алюминия в эффективный водный раствор, содержащий множество химических агентов для поверхностной функционализации, при около 60°С. В не ограничивающих примерах эффективные водные растворы, содержащие химические агенты для функционализации, могут включать, по меньшей мере, один из растворов: около 50,0 г/л раствор фосфата мононатрия (NaH₂PO₄) и/или около 0,80 г/л раствор фторида натрия (NaF), и/или около 0,30 г/л раствор сополимера винилфосфорной и акриловой кислот. В варианте осуществления стадия функционализации поверхности 212 может дополнительно включать промывку функционализированной поверхности алюминия деионизированной водой и/или высушивание функционализированной поверхности алюминия при около 120°С горячим воздухом. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что стадия функционализации поверхности 212 может быть модифицирована для получения желаемых функциональностей поверхности.

[00119] Необязательная стадия последующей обработки 214 на Фиг.7 включает различные виды обработок алюминиевой подложки. В вариантах осуществления поверхность может быть очищена, промыта, нейтрализована, окрашена, запечатана и/или обрезана для удовлетворения требований конечного пользователя.

[00120] В конкретном варианте осуществления поверхность обработанного алюминия может быть окрашена погружением ее в раствор красителя перед запечатыванием для создания цветной поверхности. Например, обработанная поверхность может быть окрашена в красный цвет с помощью от около 2,0 г/л до около 10 г/л раствора красителя с рН от около 4 до около 6 в течение от около 1 до около 30 минут при температуре от около 140 до около 160°F. Красителем может быть, например, не содержащий металла азокраситель, такой как OrcoAluminium™ Red CW.

[00121] Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что стадия последующей обработки 214 может быть модифицирована для получения желаемых характеристик поверхности.

[00122] Как показано на Фиг.7, процесс 200 может заканчиваться стадией 216. Обработанная поверхность алюминия готова к использованию.

[00123] Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что процесс 200 на Фиг.7, особенно, и процесс 100 на Фиг.6, в целом могут быть модифицированы для достижения желаемых характеристик поверхности множества материалов.

[00124] Как можно понять из вышеизложенного, выбранный материал обрабатывают для создания микроструктур и наноструктур и необязательной функциональности поверхности, что приводит к микроструктурным и наноструктурным поверхностям, которые действуют как сухой клей для нелипких сухих эластичных поверхностей. Предпочтительно, эти процессы обработки могут использоваться на распространенном исходном материале, таком как алюминий, что приводит к неожиданной адгезии к общедоступному эластомеру, в отличие от существующих попыток создания сухих клеев. Таким образом, адгезия обработанной поверхности (изготовленной из общедоступного исходного материала) к широкодоступным эластичным материалам способна дать массу воплощений настоящего изобретения.

Сухой самоклеящийся клей

[00125] В предпочтительном варианте осуществления вышеуказанного сухого клея, структурная поверхность и эластичная поверхность, имеющая твердость по Шору А 60 или менее, каждая расположены на одном или более различных участках одной и той же физической поверхности. В этом случае, микроструктурный и наноструктурный участок(-тки) способен(-ны) образовывать сухое клеевое сцепление при контакте с эластичным участком(-ками), и сухой клей, таким образом, является самоклеящиймся.

[00126] Таким образом, настоящее изобретение также относится к сухому самоклеящемуся клею. Такой самоклеящийся клей включает поверхность, несущую один или более микроструктурные и наноструктурные участки и один или более эластичных участка, которая далее будет упоминаться как сухая самоклеящаяся поверхность. Эта сухая самоклеящаяся поверхность может приклеиваться сама к себе или к другим поверхностям, таким же, как сама, просто путем приведения эластичного участка(-ков) в контакт со структурным участком(-ками). Поверхность, несущая эти участки, является, таким образом, самоклеящейся в том смысле, что она может приклеиваться сама к себе и/или к другим самоклеящимся поверхностям, как сама, посредством сухого клеевого сцепления (без использования какого-либо обычного клея).

[00127] В зависимости от предполагаемого использования сухого самоклеящегося клея, структурные участки и эластичные участки могут быть как малыми, как 1 мкм, так и большими, как несколько сантиметров. Поэтому, в вариантах осуществления структурные участки и/или эластичные участки имеют размер, например, несколько сотен мкм или несколько мм. Для узкой полоски ленты участки могут быть достаточно небольшими и иметь диаметр, например, 1 микрометр. Альтернативно, для большого строительного блока игры, например блока Lego™, участки могут иметь диаметр в несколько сантиметров.

[00128] Сухой самоклеящийся клей может приклеиваться к самому себе, когда он согнут таким образом, что эластичный участок(-тки) приведен в физический контакт с микроструктурным и наноструктурным участком(-тками). В вариантах, когда сухой самоклеящийся клей не может быть согнут, его разрезают таким образом, чтобы, по меньшей мере, часть микроструктурного и наноструктурного участка(-тков) и часть эластичного участка(-тков) отделить друг от друга. Разрезают части и затем помещают лицом к лицу таким образом, чтобы эластичный участок(-тки) привести в физический контакт с микроструктурным и наноструктурным участком(-тками).

[00129] В различных вариантах сухой самоклеящийся клей является достаточно тонким, чтобы быть гибким. Как таковой, он может быть представлен в различных формах и видах. В предпочтительном варианте, сухая самоклеящаяся поверхность представлена в виде рулона.

[00130] В этих и других вариантах осуществления сухой самоклеящийся клей снабжен обычной клеевой подложкой (которая может быть защищена отрывной пленкой, пока она не используется) для приклеивания сухого самоклеящегося клея к одному или более субстратам. Это позволяет обратимо склеивать различные субстраты друг с другом посредством взаимодействия сухого самоклеящегося материала с самим собой.

[00131] Фиг.8(A-F) демонстрирует сухие самоклеящиеся клеи в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов, представленном на Фиг.8А, поверхность содержит несколько микроструктурных и наноструктурных участков (заштрихованные квадраты) и несколько эластичных участков (пунктирные квадраты). В другом варианте осуществления, на Фиг.8В, микроструктурные и наноструктурные участки и эластичные участки отделены друг от друга, а не являются смежными. На Фиг.8С, форма микроструктурных и наноструктурных участков отличается от формы эластичных участков. Следует отметить, что микроструктурные и наноструктурные участки и эластичные участки могут быть упорядоченными и неупорядоченными. На Фиг.8D, микроструктурные и наноструктурные участки и эластичные участки расположены неупорядоченно. Специалистам в данной области техники будет понятно, что микроструктурные и наноструктурные участки и эластичные участки могут быть произвольно или упорядочение распределены по всей поверхности. Кроме того, количество микроструктурных и наноструктурных участков отличается от количества эластичных участков. На Фиг.8Е сухая самоклеящаяся поверхность содержит только один микроструктурный и наноструктурный участок (заштрихованный прямоугольник) и только один эластичный участок (пунктирный прямоугольник). Эта сухая самоклеящаяся поверхность может быть, например, разрезана, как показано на Фиг.8F и 8G, таким образом, чтобы, по меньшей мере, часть микроструктурного и наноструктурного участка и часть эластичного участка были отделены друг от друга.

[00132] На Фиг.9 показан вариант сухого самоклеящегося клея. На этом рисунке эластичные участки 304 распределены по микроструктурной и наноструктурной поверхности 302 (например, модифицированной поверхности алюминиевого листа). Следует отметить, что также можно распределить микроструктурные и наноструктурные участки 304 на эластичной поверхности 302.

[00133] На Фиг.10 показан другой вариант сухого самоклеящегося клея. На этом рисунке эластичные участки 304 распределены по микроструктурной и наноструктурной поверхности 302 листа бумаги 306, находящегося на подложке из пластикового слоя 308.

[00134] На Фиг.11 показан еще один вариант сухого самоклеящегося клея. Этот вариант аналогичен варианту, показанному на Фиг.10, за исключением того, что обычный (липкий) клеевой слой 310 покрывает пластиковый слой 308, и того, что отрывной слой 312 покрывает клеевой слой 310. При использовании этот преимущественный вариант изобретения может быть полностью приклеен к поверхности путем снятия отрывного слоя 312 и приведения клеевого слоя 310 в контакт с поверхностью. Эластичные участки 304 и микроструктурная и наноструктурная поверхность 302 затем обеспечивают адгезию с другими поверхностями с эластичным участком(-ками) и/или микроструктурный и наноструктурным участком(ками).

[00135] На Фиг.12 показан еще один вариант сухого самоклеящегося клея. В этом варианте поверхность 316 несет эластичные участки 304 и микроструктурные и наноструктурные участки 314. Поверхность 316 может быть, например, листом пластика или бумаги.

[00136] В вариантах, в которых структурные участки и эластичные участки переменны, например, когда они расположены в шахматном порядке, и в которых один вид участка возвышается над другим видом участка (см., например Фиг.9), размер выступающих участков предпочтительно несколько меньше, чем промежуток между ними, так, чтобы позволить выступающим участкам лучше поместиться в промежутке. Это обеспечивает лучший физический контакт между обоими видами участков и, таким образом, приводит к желаемой сухой адгезии. Способ описания этих сухих самоклеящихся клеев определяет «соотношение участков», которое представляет собой соотношение общей пощади, занимаемой выступающими участками, к общей площади, занимаемой участками другого вида. В вариантах осуществления это соотношение участков составляет 1:1,1 или более.

[00137] Как видно из сказанного выше, сухие самоклеящиеся клеи могут быть получены путем печати или покрытия эластичного материала на микроструктурной и наноструктурной подложке таким образом, чтобы образовался эластичный участок(-тки), или путем печати или покрытия микроструктурного и наноструктурного материала на эластичной подложке таким образом, чтобы образовался микроструктурный и наноструктурный участок(-тки). В другом варианте, оба микроструктурный и наноструктурный участок(-тки) и эластичный участок(-тки) могут быть напечатаны или покрыты на подложке, такой как, например, лист пластика, бумаги или металла.

Ламинирующие пленки

[00138] Настоящее изобретение также относится к ламинирующим пленкам с сухим клеем. Более конкретно, настоящее изобретение относится к ламинирующим пленкам с эластичной поверхностью, имеющей твердость по Шору А 60 или менее, для ламинирования микроструктурной и наноструктурной поверхности.

[00139] Нелипкая эластичная поверхность ламинирующей пленки способна образовывать сухое клеевое сцепление при контакте с нелипкой микроструктурной и наноструктурной поверхностью, подлежащей ламинированию. Таким образом, когда эластичную поверхность приводят в физический контакт со структурной поверхностью, мгновенно образуется сухое клеевое сцепление. Поскольку этот процесс проходит при комнатной температуре, структурная поверхность может быть ламинированной при комнатной температуре, что является преимуществом по сравнению с некоторыми другими ламинирующими пленками. Кроме того, ламинирующая пленка может преимущественно применяться без давления; простой салфетки с одной стороны достаточно для осуществления ламинирования. Следовательно, использование ламинирующего оборудования не является обязательным. Кроме того, в отличие от ламинирующих пленок с использованием горячего расплава предшествующего уровня техники, толщина пленки для ламинирования согласно изобретению не ограничивается условиями теплопередачи. Наконец, все это способствует использованию более дешевого сырья для различных слоев ламинирующей пленки, как описано ниже.

[00140] Как поясняется по отношению к сухим клеям выше, сухая адгезия, во многих вариантах, является обратимой. В таком случае, ламинирующая пленка с эластичной поверхностью может быть отделена от микроструктурной и наноструктурной поверхности неразрушающим образом. Процесс отрыва не будет оставлять следов, когда прочности на разрыв эластичной поверхности и микроструктурной и наноструктурной поверхности обе будут достаточно высокими. Таким образом, при желании, ламинирующая пленка, снятая с микроструктурной и наноструктурной поверхности, может повторно применяться к той же или другой микроструктурной и наноструктурной поверхности. В некоторых вариантах адгезия является полностью обратимой, что означает, что ламинирующая пленка может быть повторно использована для ламинирования и деламинирования от одной или более микроструктурной и наноструктурной поверхности. В некоторых вариантах адгезия является частично обратимой, что означает, что ламинирующая пленка может быть повторно использована для ламинирования и деламинирования от одной или более микроструктурной и наноструктурной поверхности только определенное число раз, или что микроструктурная и наноструктурная поверхность может быть ламинирована и деламинирована одной или более ламинирующей пленкой только определенное число раз. Преимущество такой обратимости (даже ограниченной обратимости) состоит в том, что ламинирующая пленка может быть использована, удалена, отрегулирована и повторно использована.

[00141] Микроструктурная и наноструктурная поверхность, подлежащая ламинированию, имеет ту же природу, что и вышеуказанная микроструктурная и наноструктурная поверхность. Для упрощения рассмотрения, описание этого материала не повторяется здесь. В некоторых вариантах, однако, микроструктурная и наноструктурная поверхность является преимущественно на основе бумаги, такой как вышеописанная фотобумага для печати. Это является преимуществом настоящей ламинирующей пленки, что она может быть использована на популярных коммерчески доступных фотобумагах для печати.

[00142] Во многих вариантах структурная поверхность несет информацию или изображение, которые должны быть защищены ламинированием.

[00143] Эластичная поверхность ламинирующей пленки имеет ту же природу, что и описанная выше эластичная поверхность. Для упрощения рассмотрения, описание этого материала не повторяется здесь. В некотором варианте эластичная поверхность выполнена из эластомера и/или эластомерной композиции, имеющей твердость по Шору А меньше 60, таких как в таблице I и II выше.

[00144] В вариантах осуществления, ламинирующая пленка содержит множество слоев. Специалист в данной области техники сможет выбрать количество слоев в пленке в соответствии с желаемой функциональностью. В одном из вариантов ламинирующая пленка содержит базовую пленку, на которой находится эластичный слой. В вариантах осуществления эластичный слой нанесен в виде покрытия или экструзией на базовую пленку.

[00145] В вариантах осуществления базовая пленка может содержать или быть выполнена, например, из РЕТРЕТ, РР, РЕ (полиэтилена) или какой-либо прозрачной пластиковой пленки. В вариантах, основная пленка может содержать или быть выполнена из полимера, в основном включающего, но не ограничиваясь, полипропилен (РР), полиэтилентерефталат (РЕТРЕТ), полибутилентерефталат, сополимеры полиэтилентерефталата-изофталата, полиамид, полиимиды, триацетилцеллюлозу, акриловые смолы, полиэтерсульфоны, поливинилхлориды, сополимеры винилхлорида-винилиденхлорида, полистирол и/или сополимеры полистирола. Специалисту в данной области техники будет понятно, что эти и другие полимеры могут использоваться для базовой пленки отдельно или в виде смеси. Например, прозрачный полимер(-ы) может быть использован, если поверхность, подлежащая ламинированию, несет визуальную информацию, которая может понадобиться для отображения, например, печатное изображение. Кроме того, полупрозрачный и/или непрозрачный полимер(-ы) может быть выбран, если визуальная информация на подложке, подлежащая защите, не должна быть отображена.

[00146] Базовая пленка может дополнительно содержать УФ-адсорбер. В варианте осуществления этот УФ-адсорбер включен в базовую пленку при экструзии. Этот УФ-адсорбер будет замедлять выцветание печатного изображения под действием УФ лучей. Не ограничивающие примеры УФ-адсорбера включают бензофенон, оксалидин, бензотриазол, гидроксифенилтриазин и их смеси.

[00147] Не ограничивающие примеры бензофенона включают 2,4-дигидроксибензофенон, 2-гидрокси-4-метоксибензофенон, 2-гидрокси-4-н-(октилокси)бензофенон, 2,2′,4,4′-тетрагидроксибензофенон, 2-гидрокси-4-метокси-5-сульфобензофенон и их смеси.

[00148] Не ограничивающие примеры оксалидина включают 2,2′4,4′-тетранитрооксалидин и/или N,N′-дифенилоксамид и их смеси.

[00149] Не ограничивающие примеры бензотриазола и гидроксифенилтриазина включают 2-(2-гидрокси-5-метилфенил)бензотриазол, 2-(2Н-бензотриазол-2-ил)-4-(1,1′,3,3′-тетраметилбутил)фенон, 2-трет-бутил-6-(5-хлоро-2Н-бензотриазол-2-ил)-4-метилфенон, 2-(2Н-бензотриазол-2-ил)-4,6-ди-трет-пентилфенол, 2-(3,5-ди-трет-бутил-2-гидроксифенил)-5-хлоро-2Н-бензотриазол, 2[2Н-бензотриазол-2-ил]-4,6-бис(1-метил-1-фенилэтил)-фенол, 2-[3,5-ди-трет-бутил-2-гидроксифенил]-2Н-бензотриазол, 2,2′-метиленбис[6-(2Н-бензотриазол-2-ил)-4-(1,1′,3,3′-]тетраметилбутил)фенол], 2-(3-втор-бутил-5′трет-2-гидроксифенил)-2Н-бензотриазол и их смеси.

[00150] В варианте осуществления базовая пленка содержит одну или больше добавок. Они могут, например, улучшать светостойкость изображения, напечатанного на поверхности, подлежащей ламинированию. Например, светостабилизаторы на основе затрудненных аминов (HALS) могут использоваться для связывания свободных радикалов, образующихся во время процесса термического окисления. В другом примере, антиоксиданты могут использоваться для прекращения реакций окисления, которые могут происходить при термическом окислении.

[00151] Как можно понять из вышеизложенного, светостабилизаторы могут использоваться непосредственно и/или в комбинации для предотвращения и/или минимизирования воздействий фотоокисления. Специалист в данной области техники сможет выбрать любой светостабилизатор или их комбинацию в зависимости от выбранного полимера для базового слоя и/или печатного изображения на поверхности, подлежащей ламинированию.

[00152] В варианте осуществления присутствует стимулирующий адгезию слой между базовой пленкой и эластичным слоем для активации адгезии между двумя этими элементами. Этот стимулирующий адгезию слой также может предусматривать реакционно-способные центры, позволяющие базовой пленке образовывать когезионные связи с эластичным слоем. В одном из вариантов, стимулирующий адгезию слой содержит УФ-адсорбер, такой, как описан выше.

[00153] В варианте осуществления, стимулирующий адгезию слой включает полиэтиленовую смолу, модифицированную ангидридными функциональными группами. В не ограничивающем примере, в качестве полиэтиленовой смолы может использоваться Admer QF551E, доступная от Mitsui Chemicals, Токио, Япония. Другие стимулирующие адгезию смолы являются коммерчески доступными, включая, например Bynel® от E.I. du Pont, Plexar® от Equistar и Amplify™ от компании Dow Chemical Company.

[00154] В варианте осуществления, стимулирующий адгезию слой включает модифицированную кислотой полипропиленовую смолу. Не ограничивающими примерами кислотного компонента такой смолы являются карбоновая кислота и/или ангидриды ненасыщенных карбоновых кислот. В вариантах осуществления модифицированного кислотой пропиленового полимера, диапазон кислотного компонента может быть от около 0,05 до около 0,45 мас. процента. В варианте осуществления, модифицированная кислотой пропиленовая смола может быть сополимером пропилена-α-олефина. В вариантах осуществления, модифицированная кислотой пропиленовая смола может дополнительно содержать сополимер этилена-винилацетата и/или его модифицированные кислотой производные или сополимер этилена-(мет)акрилового эфира и/или его модифицированные кислотой производные.

[00155] В дополнительных вариантах, эластичная поверхность может быть покрыта защитной пленкой, которая защищает ламинирующую пленку, пока она не используется. В некоторых вариантах, защитная пленка (преимущественно недорогая) представляет собой полимерный материал, такой как полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, етиленвинилацетат и/или аморфный полиэтилентерефталат.

[00156] На Фиг.13 показана ламинирующая пленка в соответствии с вариантом изобретения. На этом рисунке ламинирующая пленка содержит базовую пленку 402 и эластичный слой 404.

[00157] На Фиг.14 показана четырехслойная ламинирующая пленка в соответствии с вариантом изобретения. Ламинирующая пленка также содержит базовую пленку 402 и эластичный слой 404. Присутствует и стимулирующий адгезию слой 406 между базовой пленкой 402 и эластичным слоем 404. Кроме того, эластичный слой 404 покрыт защитной пленкой 408.

[00158] Любой известный уровень техники может быть использован при изготовлении ламинирующей пленки. Не ограничивающие примеры способов изготовления ламинирующей пленки включают получение слоев одинаковой толщины экструзией или совместным растягиванием. Способы нанесения покрытия также могут использоваться для определенных слоев.

Щиты для объявлений, бытовые и промышленные клеи, игры и игрушки и различные другие применения

[00159] Как специалисту будет понятно, существует множество использований для вышеуказанного сухого клея и сухого самоклеящегося клея и вариантов микроструктурной и наноструктурной поверхности. На самом деле, их коммерческие и промышленные использования ограничены только воображением. Не ограничивающие примеры этих возможных использований будут рассмотрены ниже.

[00160] Области использования для сухого клея многочисленны. Не ограничивающие примеры использований включают покрытые клеем продукты, удаляемые клеи, шитье и ручные работы, ремни и ленты, газоны и сады, праздничные крепления, заменители кнопок, вкладыши подгузника, неподвижные и бумажные предметы, доски памяти, альбомы, временную защиту ковров, игрушки, автомобилестроение, электронику, строительство, промышленные клеи, одежду, обувь, дисплеи, упаковки, обработку материалов, военное дело, здравоохранение, сельское хозяйство, аэрокосмическую промышленность, спорт, досуг, защиту поверхностей, герметизацию, малярные ленты и т.д.

[00161] Сухие клеи (в том числе сухие самоклеящиеся клеи) могут использоваться в общеупотребительных применениях, где обычно используют обычные клеящие вещества и крепежные элементы (такие как, например, различные клеи и крепления типа «липучка»). На самом деле, изобретение особенно полезно в применениях, требующих слепого крепления (т.е. там, где отверстия или подобные повреждения не производятся на объектах, которые будут склеены вместе) и/или где желательно обратимое крепление.

[00162] В частности, существует очень много областей применений для вариантов:

- где сухой самоклеящийся клей снабжен обычной клеевой подложкой для приклеивания сухого самоклеящегося клея к одному или более субстратам, позволяя, таким образом, обратимо склеивать эти различные субстраты друг с другом; или

- где микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность снабжены обычной клеевой подложкой, позволяющей приклеивать эластичную поверхность к первому субстрату и микроструктурную и наноструктурную поверхность ко второму субстрату и обратимо склеивать первый субстрат со вторым субстратом.

[00163] Например, такие варианты могут использоваться для замены крепления типа 3М™ Dual Lock™ и типа Velcro™ (типа липучки), а также монтажной шпаклевки во многих областях их использования.

[00164] Области применения включают установку указателей или объявлений, или панелей безопасности (например, на стенах), сборку дисплеев, сборку различных частей объекта (в промышленном производстве, в игрушках и т.д.), и установку/сохранение декоративных элементов на своем месте. Еще одним использованием является закрепление различных предметов на своем месте дома, в офисах, а также на месте, где условия невесомости приводят к тому, что все предметы находятся в подвешенном состоянии, если она не закреплены на месте.

[00165] Изобретение может использоваться в одежде и обуви для замены застежек «липучка», кнопок, пуговиц и даже молний.

[00166] Другие использования включают удерживание кабелей вместе и использование для закрепления подгузников.

[00167] Другим примером использования являются щиты, такие как рекламные щиты, как на стенах, так и вдоль автомобильных дорог. В некоторых вариантах, поверхность рекламного щита представляет собой микроструктурную и наноструктурную поверхность, например, микроструктурный и наноструктурный алюминий. Лист содержит объявление или другое изображение, напечатанное на его передней части, в то время как на его обратной стороне находится слой эластичного материала так, что образовывает эластичную поверхность. В некоторых вариантах, лист является листом пластика. Например, это может быть виниловый лист, такой как лист PVC, PETPET лист или лист, изготовленный из другого полимера. Слой эластичного материала может быть, в вариантах, толщиной от 5 до 50 мкм. Объявление или изображение могут быть напечатаны с использованием растворителя или красок на УФ-основе. В вариантах, где эти краски и пигменты являются водостойкими, не представляет необходимости защищать изображение верхним покрытием. В других вариантах, предоставляется такое защитное покрытие. При использовании, лист крепиться к щиту посредством сухой адгезии, таким образом, не требуется никаких гвоздей, клея или винтов. Лист можно стянуть с щита, если необходимо (например, с целью выравнивания или замены объявления).

[00168] Еще одно использование для крепления экранов с информацией (объявления или т.п.) на стекле. В варианте осуществления, эластичный слой с одной стороны приклеивают к стеклу обычными способами, например, с помощью прозрачного (предпочтительно невидимого) обычного клея. Затем, микроструктурную и наноструктурную поверхность экрана (например, печатное объявление) приводят в контакт с эластичным слоем для эффективного крепления экрана с информацией на стекле. В вариантах осуществления, эластичный слой является прозрачным, а микроструктурная и наноструктурная поверхность несут изображение, которое отображается через стекло. Предпочтительно, экран является двусторонним и несет изображения для отображения на обеих его сторонах (по меньшей мере, одна сторона экрана, конечно, имеет микроструктурную и наноструктурную поверхность). В этом случае, оба изображения являются видимыми, в то время как экран невидимо закреплен на стекле. Экран может легко быть удален или заменен на другой экран. Это было бы полезно в коммерческих условиях. Это также может быть игрушка для детей с экраном, являющимся полуфабрикатом букв и других изображений. В этом случае, экран также может быть детским рисунком на подложке с микроструктурной и наноструктурной поверхностью (например, фотобумага для печати).

[00169] Другое использование сухого клея - для стенда для объявлений и подобных объектов. В варианте осуществления, предлагается стенд с микроструктурной и наноструктурной поверхностью. Различные объекты с эластичной поверхностью могут быть обратимо отображены на стенде. Объекты с эластичной поверхностью могут быть трехмерными. Они могут быть бумажными или пластиковыми листами на подложке с эластичной поверхностью. Оба бумажный и пластиковый листы с возможностью записи и/или несут текст и/или изображения. В варианте осуществления, пластиковые листы являются с возможностью записи и стирания при использовании, например, с легко стираемым маркером.

[00170] В аналогичном варианте, предлагается стенд с эластичной поверхностью, и объекты с микроструктурной и наноструктурной поверхностью могут быть обратимо отображены на нем. Объекты с микроструктурной и наноструктурной поверхностью могут быть трехмерными. Они также могут быть листами различных материалов. Они могут быть любым из вышеописанных бумажных листов с микроструктурной и наноструктурной поверхностью. Они также могут быть пластиковыми или металлическими листами с микроструктурной и наноструктурной поверхностью, такими, как рассмотрены выше. Оба могут быть с возможностью записи и/или нести текст и/или изображения, или они могут быть расположенными перед подложкой, которая с возможностью записи и/или несет текст и/или изображения (при этом обратная ее сторона является микроструктурной и наноструктурной поверхностью, которая будет склеиваться с эластичной поверхностью доски).

[00171] В других вариантах, и доска и объекты имеют самоклеящуюся поверхность. Объекты могут быть трехмерными и они могут быть листами различных материалов. Они могут быть с возможностью записи и/или нести текст и/или изображения, или они могут быть расположенными перед субстратом, который с возможностью записи и/или несет текст и/или изображения (при этом обратная его сторона является самоклеящейся поверхностью, которая будет склеиваться с самоклеящейся поверхностью доски).

[00172] Эти стенды могут использоваться в различных ситуациях. Они могут использоваться для отображения объявлений, сообщений, меню в ресторанах или различных других заметок (например, дома или на рабочем месте, например, в офисе) и т.п. В вариантах осуществления, объекты подобны наклейкам.

[00173] В вариантах осуществления, стендом может быть целая стена или часть стены, или стенд, на котором могут быть отображены различные объекты (произведения искусства, объявления, плакаты, такие как для использования на конференциях).

[00174] Вышеупомянутые стенды и объекты могут быть представлены отдельно или вместе в виде набора. Таким образом, настоящее изобретение охватывает их вместе, а также отдельно.

[00175] В других применениях, сухой клей может использоваться в печатных платах. Различные клеи обычно используют при изготовлении плат; они могут быть эпоксидными смолами или лентами. Сухой клей может заменять эти материалы.

[00176] В варианте изобретения предлагается игра или игрушка, содержащая вышеуказанный сухой клей, включая его вариант сухого самоклеящегося клея. Игра и/или игрушка может быть предназначена для взрослых, подростков и/или детей.

[00177] В вариантах осуществления, игра или игрушка является игрой с дротиками, где микроструктурная и наноструктурная поверхность несет изображение мишени и где эластичная поверхность является поверхностью наконечника дротика, при этом наконечник изготовлен из эластичного материала.

[00178] В эту игру играют обычным образом, как обычно играют в игру с дротиками (дартс). Дополнительно, дротики могут быть заменены снарядами в любом подходящем виде, например, шарикам или другими. Дротики могут бросаться вручную или могут выбрасываться из игрушечного пистолета, как для детского использования, или более действенного ружья, какое используется для практикования в пейнтбол. Таким образом, в вариантах осуществления, игра или игрушка согласно изобретению является игрой для практикования или повышения навыков ручной стрельбы и/или навыков стрельбы из ружья.

[00179] В других вариантах, игра или игрушка представляет собой игру со стрельбой, в которой нано- и микроструктурная поверхность встроена в предмет одежды, и где эластичная поверхность является поверхностью снаряда.

[00180] В этой игре снарядом может быть дротик, шарик или любой другой подходящий снаряд. Снаряд может выбрасываться из игрушечного пистолета, как для детского использования, или более действенного ружья, какое используется для практикования в пейнтбол. В вариантах, одеждой является тренировочный трикотаж, брюки, шлем, защитные очки, костюм и т.п. Например, одеждой может быть костюм, такой, как носят для практикования в пейнтбол. Эта игра может быть подобной той, что продается Hasbro™ под торговой маркой NerfDart Tag™.

[00181] В других вариантах игр или игрушек, микроструктурная и наноструктурная поверхность несет изображение, в котором есть недостающая часть по месту его нахождения, и эластичная поверхность с обратной стороны субстрата несет изображение недостающей части, при этом игра включает правильное расположение недостающей части в указанном месте. В вариантах осуществления, на изображении на микроструктурной и наноструктурной поверхности отсутствуют многие детали, а эластичная поверхность находится на обратной стороне многих субстратов, несущих одну или более недостающих деталей. В одном из вариантов, обе поверхности, несущая изображение недостающей одной или более частей и поверхность обратной стороны подложки, несущая изображение недостающей части, являются самоклеящимися поверхностями. В этих вариантах, и микроструктурная и наноструктурная поверхность, и подложка с эластичной поверхностью на ее обратной стороне могут быть заменены самоклеящейся поверхностью. Подобные игрушки могут принимать вид паззлов и художественных работ.

[00182] Эта игра или игрушка может быть игрой для совсем маленьких детей, чтобы изучать различные части предметов. Это может быть паззл. Это также может быть игра типа «Прицепи хвост ослу», в которой игроки пытаются правильно установить недостающую деталь(-и) на изображении на микроструктурной и наноструктурной поверхности, не глядя на нее.

[00183] В других вариантах, игра или игрушка представляет собой строительный набор, где некоторые детали имеют микроструктурную и наноструктурную поверхность и некоторые другие детали имеют эластичную поверхность, и оба вида деталей используются для построения объектов, например модели транспортного средства или здания. В вариантах осуществления, несколько или все части этого конструктора несут оба вида поверхностей, расположенные рядом или на их различных сторонах. В этих вариантах, и микроструктурная и наноструктурная поверхность, и эластичная поверхность могут быть заменены самоклеящейся поверхностью.

[00184] В другом варианте, игра или игрушка представляет собой набор для художественной или ручной работы, где некоторые детали имеют микроструктурную и наноструктурную поверхность и некоторые другие детали имеют эластичную поверхность, и оба вида деталей используются для построения художественных или сделанных вручную объектов. В вариантах осуществления, несколько или все детали этого художественного или ручного набора несут оба вида поверхностей, расположенные рядом или на их различных сторонах. В этих вариантах, и микроструктурная и наноструктурная поверхность, и эластичная поверхность могут быть заменены сухой самоклеящейся поверхностью.

[00185] В других вариантах, игра или игрушка представляет собой доску (или, в более общем, поверхность для игры или даже книгу, или альбом) с прилагающимися карточками или объектами для размещения на ней, при этом доска несет с ее лицевой стороны одну из микроструктурной и наноструктурной поверхности и эластичной поверхности, и карточки или объекты несут с ее обратной стороны другую из микроструктурной и наноструктурной поверхности и эластичной поверхности. В этих вариантах, и микроструктурная и наноструктурная поверхность, и эластичная поверхность могут быть заменены сухими самоклеящимися поверхностями.

[00186] Эта доска может быть переносной и использоваться, например, на столе или на полу. Доска может также быть закреплена на стене. Во всех случаях, доска может нести различные изображения и надписи.

[00187] В вариантах осуществления, доска заменяется книгой или альбомом с наклейками, на которых карточки и/или объекты можно присоединять и отсоединять, когда история рассказана или когда их собрали.

[00188] Карточки могут, например, нести слова или буквы. В этом случае, доска/книга может нести линии для размещения слов или букв. Эта игра может, таким образом, использоваться для обучения ребенка чтению. Версия с цифрами и математическими операциями может использоваться для обучения математике.

[00189] Карточки могут быть в виде различных частей одежды и модных аксессуаров. В этом случае, доска может нести изображение фигуры, которую нужно одеть в платье в игре.

[00190] Карточки также могут быть элементами паззла, и доска может получить эти элементы. Это позволит отложить паззл, когда не играют, без утери элементов паззла и без необходимости складывать их в коробку. Это также позволит паззлу висеть на стене.

[00191] Вместо или в сочетании с карточками, на доске могут использоваться другие объекты. Например, на доске могут быть расположены карточки с именами детей, а объекты в виде машин, звезд и т.п. могут располагаться рядом с именем ребенка, например, в качестве награды за хорошее поведение или достижение успеха в задаче, такой как задача обучения. Альтернативно, доска может нести режим ребенка или фигурки ребенка (или другие карточки или объекты, представляющие ребенка), которые могут перемещаться в зависимости от времени суток. В другом варианте, доска представляет собой доску для игры (например, шахматную доску) с сопутствующими предметами (например, шахматными фигурами), которые будут приклеиваться к доске. Это позволит играть в игру на доске, в то время, когда доска не опирается на стол, например в автомобиле, в зале ожидания и т.п.

[00192] В других вариантах, игра представляет собой набор или транспортные средства для игры с фигурками (человека или другими). Например, гараж для игры с автомобилями, пожарный грузовик с пожарными и их оборудование, строительный набор со строительными материалами и человеческими фигурками, фермерский набор для игры с фигурками животных и человека и т.п. Различные части набора и фигурок могут иметь нано- и микроструктурную поверхность и/или эластичную поверхность, которые обеспечивают их сухую адгезию. Например, рабочий конец крана может иметь нано- и микроструктурную поверхность, к которой может приклеиваться макет строительных материалов с эластичной поверхностью или полностью изготовленный из эластичного материала. В другом примере, фигурка героя удерживается в игрушечном автомобиле посредством сухой адгезии между нано- и микроструктурной поверхностью и эластичной поверхностью. В этих вариантах, и микроструктурная и наноструктурная поверхность, и эластичная поверхность могут быть заменены сухой самоклеящейся поверхностью.

[00193] Специалистам в данной области техники будет понятно, что изобретение может заменять клей, магниты и/или Velcro™ во многих примерах, где они используются в играх и игрушках.

[00194] Также будет понятно, что во многих вышеуказанных примерах микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность могут менять позицию, не влияя на работу игры или игрушки. Также специалистам в данной области техники будет понятно, что во многих примерах микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность могут обе быть заменены сухой самоклеящейся поверхностью, даже если она не упоминается. Настоящее изобретение намерено охватывать такие варианты.

[00195] В настоящей заявке «около» имеет свое обычное значение. Это может, например, означать более или менее 5% численного значения, определенного этим термином.

[00196] В настоящей заявке «содержащийся» является открытым термином в значении «включающий, но не ограничиваясь».

[00197] Другие объекты, преимущества и признаки настоящего изобретения станут более понятными после прочтения следующего не ограничивающего описания конкретных вариантов его осуществления, приведенных в качестве примера со ссылкой на прилагаемые фигуры.

ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ

[00198] Настоящее изобретение проиллюстрировано более подробно с помощью следующих не ограничивающих примеров.

Примеры 1-5 - Микроструктурные и Наноструктурные Поверхности

[00199] Поверхность алюминиевых листов толщиной около 0,30 мм обрабатывали в соответствии с процессом 200, описанным выше, с использованием различных условий. Эти различные условия процесса представлены в таблице III ниже.

[00200]

[00201] В Примере 1, поверхность алюминиевого листа предварительно обрабатывали путем обезжиривания, создавали микроструктуры путем электролитического зернения в 6,0 г/л растворе HCl с плотностью переменного ока 1,000 С/дм², создавали наноструктуры путем электролитического анодирования в 140 г/л растворе H₂SO₄ с плотностью постоянного тока 5,60 А/дм² и функционализировали 50,0 г/л раствором NaH₂PO₄ и 0,80 г/л раствором NaF. На Фиг.1 показан снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), обработанной алюминиевой подложки, где видны микроструктуры и наноструктуры, созданные избирательно на поверхности алюминия. Для этой поверхности R_a составляет 0,65 мкм и RS_m составляет 24 нм.

[00202] В Примере 2, поверхность алюминиевого листа предварительно обрабатывали путем обезжиривания, микроструктуры создавали путем электролитического зернения в 8,0 г/л растворе HCl и 16,0 г/л растворе СН₃СООН с плотностью переменного тока 1,250 С/дм², наноструктуры создавали путем электролитического анодирования в 140 г/л растворе H₂SO₄ с плотностью постоянного тока 5,60 А/дм² и функционализировали 50,0 г/л раствором NaH₂PO₄ и 0,80 г/л раствором NaF. На Фиг.2 показан снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), обработанной алюминиевой подложки, где видны микроструктуры и наноструктуры, созданные избирательно на поверхности алюминия. Для этой поверхности R_a составляет 0,52 мкм и RS_m составляет 26 нм. Вес оксида составляет 2,70 г/м².

[00203] В Примере 3, поверхность алюминиевого листа предварительно обрабатывали путем обезжиривания, микроструктуры создавали путем электролитического зернения в 8,0 г/л растворе HCl и 16,0 г/л растворе СН₃СООН с плотностью переменного тока 270 С/дм², наноструктуры создавали путем электролитического анодирования в 160 г/л растворе Н₃РO₄ с плотностью постоянного тока 7,0 А/дм² и функционализировали 0,30 г/л раствором сополимера винилфосфорной и акриловой кислот. На Фиг.3 показан снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), обработанной алюминиевой подложки, где видны микроструктуры и наноструктуры, созданные избирательно на поверхности алюминия. Для этой подложки R_a составляет 0,27 мкм и RS_m составляет 220 нм. Вес оксида составляет 1,80 г/м².

[00204] В Примере 4, поверхность алюминиевого листа предварительно обрабатывали путем обезжиривания, микроструктуры создавали путем электролитического зернения в 10,0 г/л растворе HNO₃ с плотностью переменного тока 160 С/дм², наноструктуры создавали путем электролитического анодирования в 140 г/л растворе H₂SO₄ с плотностью постоянного тока 5,60 А/дм². На Фиг.4 показан снимок, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM), обработанной подложки, где видны созданные избирательно микроструктуры и наноструктуры. Для этой подложки R_a составляет 0,42 мкм и RS_m составляет 44 нм. Вес оксида составляет 2,70 г/м².

[00205] В Примере 5, поверхность алюминиевого листа предварительно обрабатывали путем обезжиривания, микроструктуры создавали путем электролитического зернения в 8,0 г/л растворе HCl и 16,0 г/л растворе СН₃СООН с плотностью переменного тока 276 С/дм², наноструктуры создавали путем электролитического анодирования в 140 г/л растворе H₂SO₄ с плотностью постоянного тока 5,6 А/дм² и функционализировали 50,0 г/л раствором NaH₂PO₄ и 0,80 г/л раствором NaF. Для этого обработанного субстрата R_a составляет 0,60 мкм и RS_m составляет 200 нм. Вес оксида составляет 2,20 г/м².

Пример 6 - Микроструктурная и Наноструктурная Поверхность

[00206] Двуосно ориентированную полиэтилентерефталатную (РЕТРЕТ) пленку, имеющую толщину 30 мкм и содержащую 30% цеолита А (средний размер частиц 1,0 мкм) и 5% карбоната кальция (средний размер частиц 2,0 мкм), экструдировали при 260°С через двушнековый экструдер. Затем ее растягивали до соотношения 3:1 при 130°C. Растянутую пленку затем погружали в 2М раствор соляной кислоты при 40°С на 24 часа до полного растворения карбоната кальция, который образует микропоры на поверхности. Обработанную пленку затем промывали водой и высушивали в печи с горячим воздухом при 110°С. Затем ее погружали в водный полимерный раствор, содержащий 5% частиц коллоидного оксида кремния (Ludox HS40 и Ludox SK, доступный от Dupont, США), и затем высушивали в печи с горячим воздухом при 120°С. Это образовывало нанопоры на поверхности. Для этой поверхности R_a составляет около 0,50 мкм и RS_m составляет 400 нм. На Фиг.5 показан снимок обработанной РЕТРЕТ пленки, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа.

Результат наблюдений относительно примеров 1-6

[00207] Были исследованы обработанные поверхности в соответствии с изобретением, в том числе из примеров 1-6. Использовали объекты тороидальной формы и нитевидные объекты, изготовленные из эластичного материала (полимер KRATON® D1161 В). Эти объекты были нелипкими; они не прилипали к рукам пользователя. Обработанные поверхности также были нелипкими; пользователь мог легко потереть их, не ощущая никакой липкости.

[00208] При помещении или бросании на обработанные поверхности, эластичные объекты прилипали к ним. Адгезия была достаточно сильной, позволяя перемещение обработанных поверхностей (вращение их на своей стороне, размещение их в перевернутом положении, лицевой стороной вниз и т.д.) без отпадения объектов. Пришлось тянуть объекты, чтобы снять их с обработанных поверхностей. В некоторых случаях, значительное усилие нужно было приложить к эластичным объектам, чтобы отделить их от обработанной поверхности.

[00209] В большинстве случаев, эластичные объекты не оставляют никаких остатков на обработанных поверхностях, когда отделяются от них. В некоторых случаях, очень небольшой след был виден на обработанных поверхностях.

[00210] На Фиг.15 представлена фотография, показывающая три эластичных объекта тороидальной формы, прилипших к вертикально удерживаемой алюминиевой подложке с поверхностью в соответствии с изобретением. Эта поверхность имела R_a 0,51 мкм и RS_m 65 нм и была функционализована фосфат-фторидом (PF). На Фиг.16 представлена фотография, демонстрирующая адгезию четырех объектов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала на той же подложке, что и на Фиг.15. На этот раз подложка удерживается перевернутой лицом вниз. Можно увидеть, что объекты не отпали.

[00211] На Фиг.17 представлена фотография, демонстрирующая адгезию четырех объектов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала на другой алюминиевой подложке с поверхностью в соответствии с изобретением. На Фиг.18 представлена фотография, демонстрирующая адгезию тех же четырех объектов тороидальной формы, а также одного нитеобразного объекта, изготовленных из эластичного материала на той же подложке, как на Фиг.17. На этот раз подложка удерживается перевернутой лицом вниз. Можно увидеть, что объекты не отпали.

[00212] На фиг.19 представлена фотография, демонстрирующая адгезию четырех объектов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала на вертикально удерживаемой подложке с поверхностью в соответствии с изобретением. Эта подложка была PET подложкой, содержащей цеолит, описанная в примере 6 выше. На Фиг.20 представлена фотография, демонстрирующая, как подложка Фиг.19, несущая четыре объекта тороидальной формы, может держаться при удерживании только одного из объектов тороидальной формы. Даже при встряхивании, поверхность оставалась приклеенной к удерживаемому объекту. На Фиг.21 представлена фотография, демонстрирующая, как один из изобретателей тянет за один из объектов, чтобы убрать его с поверхности подложки Фиг.19 и 20. Нужно было потянуть объекты; в противном случае, они бы остались приклеенными к поверхности.

[00213] На Фиг.22 представлена фотография, демонстрирующая адгезию четырех объектов тороидальной формы, изготовленных из эластичного материала, на другой вертикально удерживаемой подложке с поверхностью в соответствии с изобретением. Ею была алюминиевая подложка с R_a=0,50 мкм, RS_m=26 нм, обработанная фосфат-фторидом, и слой оксида алюминия составлял 2,4 мкм.

[00214] Были сделаны видео (# 12052011018, 12052011019, 12052011020, 12052011021, 12052011022 и 1205211023) некоторых тестирований на различных подложках с поверхностями в соответствии с изобретением.

Сравнительный пример 1

[00215] Было обнаружено, что эластичные объекты не прилипали ко всем (необработанным) обратным сторонам обработанных поверхностей из примеров 1-6.

[00216] Эластичные объекты не прилипали к алюминиевой поверхности, содержащей только микропоры, которые были образованы методами зернения и пескоструйной обработки. Аналогичным образом, эластичные объекты не прилипали к алюминиевой поверхности, содержащей только нанопоры, которые были образованы путем анодирования.

Пример 7 - Самоклеящийся клей

[00217] Анодированный алюминиевый лист (размером 20 см × 30 см, толщиной 0,15 мм), содержащий микроструктуры и наноструктуры (R_a 0,25 мкм и RS_m 26 нм) был получен в соответствии с вышеизложенным. Лист погружали в этанольный раствор, содержащий 5 г/л триэтоксисилана и минимальное количество соляной кислоты, при комнатной температуре. Затем лист высушивали в печи с горячим воздухом при 80°С в течение 3 минут. Композицию термоотверждаемого силиконового эластомера (QLE1031, доступный от Quantum Silicones, Вирджиния, США) наносили способом трафаретной печати на обработанный алюминиевый лист для формирования образца из круглых точек с диаметром около 2,0 мм. Расстояние между круглыми точками составляло около 4,0 мм. Лист затем отверждали при 150°С в течение 20 минут в печи с горячим воздухом с получением силиконовых эластичных точек с нелипкой поверхностью толщиной около 30 мкм, которые сильно прилипали к пористому алюминиевому листу. Измеряли твердость силиконовых эластичных точек и было обнаружено, что она составляет по Шору А около 25.

[00218] Второй алюминиевый лист готовили аналогичным образом.

[00219] Первый и второй алюминиевый лист прижимали друг к другу. Они сильно прилипали друг к другу и могли быть разъединены без их повреждения, т.е. без отслаивания силиконовых эластичных точек.

Пример 8 - Самоклеящийся клей

[00220] Использовали анодированный алюминиевый лист (такой, как в примере 7). Половину его оставляли, как есть, а на вторую половину наносили способом трафаретной печати раствор этилен-бутилен-стирольного эластомера (твердость по Шору А 27, доступный от Mylan Group, Travihn, Вьетнам) в толуоле для формирования образца из круглых точек. Использовали трафарет 110 меш для получения точек около 790 мкм с промежутками около 870 мкм. Затем его высушивали горячим воздухом при 80°С.

[00221] Обе половины сухого самоклеящегося алюминиевого листа, полученного таким образом, разрезали и помещали лицом к лицу. Половины очень хорошо прилипали друг к другу. Впоследствии они разъединялись без отслаивания эластичных точек. Этот процесс прилипания/разъединения повторяли несколько раз с хорошей адгезией и легким разъединением.

[00222] На Фиг.23(A-F) показаны статические изображения, взятые из видео (MVI_9987). Они демонстрируют различные стадии тестирования сухого клеящегося алюминиевого листа. Сухой клеящийся алюминиевый лист показан на Фиг.23А. Он был нелипким; например, экспериментатор мог легко потереть пальцами по нему. Верхняя часть листа была непористой, в то время как нижняя часть была пористой, т.е. не покрыта эластомером. Обе половины были разрезаны, как показано на Фиг.23В. Часть одной из половин была согнута с получением самодельного крюка на Фиг.23С. Обе половины помещали лицом к лицу, как показано на Фиг.23D. Адгезия была настолько хорошей, что тяжелый каталог Aldrich мог удерживаться половиной с самодельным крюком, в то время как держали его только за вторую половину (см. Фиг.23Е). Наконец, обе половины легко разъединялись, как показано на Фиг.23F. Этот процесс повторяли несколько раз с тем же хорошим успехом.

Пример 9 - Самоклеящийся клей

[00223] Сухой самоклеящийся лист с поверхностью, содержащей пористые участки и эластичные участки, был подготовлен способом трафаретной печати композиции термоотверждаемого силиконового эластомера (QLE1031, доступной от Quantum Silicones, Вирджиния, США) на фотобумаге для печати (Ultra Premium Photo Paper Glossy, доступной от Epson) для формирования образца из круглых точек с диаметром около 2,0 мм. Расстояние между круглыми точками составляло около 4,0 мм. Затем лист отверждали при 150°С в течение 20 минут в печи с горячим воздухом с получением силиконовых эластичных точек с нелипкой поверхностью толщиной около 30 мкм, которые сильно прилипали к пористому бумажному листу. Измеряли твердость силиконовых эластичных точек и было обнаружено, что она составляет около 25 по Шору А.

[00224] Второй бумажный лист получали аналогичным образом. Первый и второй бумажный лист прижимали друг к другу. Они сильно прилипали друг к другу и могли быть разъединены без отслаивания силиконовых эластичных точек.

[00225] На Фиг.24(A-D) показаны статические изображения, взятые из видео (MVI_9982). Они демонстрируют различные стадии тестирования сухого клеящегося листа. Сухой клеящийся лист был нелипким; например, экспериментатор мог легко потереть пальцами по нему (Фиг.24А). Лист был согнут вокруг ручки и шнура, удерживая тяжелый каталог Aldrich, и частично сложен на себя, как показано на Фиг.24 В. Адгезия была настолько хорошей, что тяжелый каталог Aldrich мог удерживаться согнутым листом, пока экспериментатор держал только одну сторону согнутого листа (см. Фиг.24С). В заключение, лист был легко разогнут (см. Фиг.24D). Этот процесс повторяли несколько раз с тем же хорошим успехом.

Пример 10 - Самоклеящийся клей

[00226] Сухой самоклеящийся лист с поверхностью, содержащей пористые участки и эластичные участки, был приготовлен способом трафаретной печати с раствором в толуоле этилен-бутилен-стирольного эластомера (твердость по Шору А 27, доступный от Mylan Group, Travihn, Вьетнам) на фотобумаге для печати (Ultra Premium Photo Paper Glossy, доступной от Epson) для формирования образца из круглых точек. Использовали трафарет 110 меш для получения точек около 790 мкм с промежутками около 870 мкм. Затем его высушивали горячим воздухом при 80°С.

[00227] Второй сухой самоклеящийся лист получали аналогичным образом. Первый и второй сухой клеящийся лист прижимали друг к другу. Они сильно прилипали друг к другу и могли быть разъединены без отслаивания силиконовых эластичных точек.

[00228] На Фиг.25(А-Е) показаны статические изображения, взятые из видео (MVI_9984). Они демонстрируют различные стадии тестирования сухого клеящегося листа. Сухой клеящийся лист (Фиг.25А) был нелипким; и экспериментатор мог легко потереть пальцами по нему. Лист был согнут вокруг ручки и шнура, удерживая тяжелый каталог Aldrich, и частично сложен на себя, как показано на Фиг.25В и С. Адгезия была настолько хорошей, что тяжелый каталог Aldrich мог удерживаться согнутым листом, пока экспериментатор держал только одну сторону согнутого листа (см. Фиг.25D). В заключение, лист был легко разогнут (см. Фиг.25Е). Этот процесс повторяли несколько раз с тем же хорошим успехом.

Пример 11 - Самоклеящийся клей

[00229] Лист полисульфоновой мембраны (размер пор 0,45 мкм, толщина 200 мкм, доступной от Sigma Aldrich, Онтарио, Канада) был использован для трафаретной печати водной композицией, содержащей 35% поливинилового спирта (Cevlon 523, доступного от Air Products, США), 60% частиц оксида алюминия (Cab-O-Sperse PG008, доступных от Cabot, США) и 5% борной кислоты, с формированием образца из квадратных точек. Затем лист высушивали при 80°С в печи с горячим воздухом. Затем раствор толуола, содержащий этилен-бутилен-стирольный эластомер (твердость 27 по Шору А, доступный от Mylan Group, Travihn, Вьетнам) использовали для трафаретной печати с формированием рисунка из круглых точек на поверхности предварительно напечатанной полисульфоновой мембраны без перекрытия с квадратными точками. Использовали трафарет 110 меш для получения точек около 790 мкм и с промежутками около 870 мкм. Затем лист высушивали горячим воздухом при 80°С. Пористые квадратные точки и нелипкие эластичные круглые точки очень хорошо приклеивались к листу полисульфоновой мембраны.

[00230] Второй лист полисульфоновой мембраны получали аналогичным образом. Эти два печатных листа очень хорошо прилипали друг к другу, когда их помещали лицом к лицу. Они также легко могли быть разъединены без расслаивания круглых и квадратных точек.

Примеры 12-14 - Ламинирующие пленки

[00231] В таблице IV представлено сырье, используемое в примерах 12-14.

Пример 12

[00232] Полиэтилентерефталатную (РЕТРЕТ) ламинирующую пленку получали путем нанесения покрытия из смеси Elasto-100A (80% масс.) и Elasto-100B (20% масс.) на подложку из РЕТРЕТ-360 катанкой секции нанесения покрытия на линии нанесения покрытия (модель Combi-Horizontal, доступная от Nordmeccanica SPA, Пьяченца, Италия) при скорости 100 метров в минуту. Покрытую пленку отверждали горячим воздухом при 120°С с получением превосходно прозрачной ламинирующей пленки на основе РЕТРЕТ, несущей 20 мкм не липнущий эластомерный слой. Измеренная твердость этого эластичного слоя составляла 32 по Шору А. Полученная РЕТРЕТ ламинирующая пленка очень хорошо прилипала при ламинировании при комнатной температуре к печатному листу Ultra Premium Photo Papre Glossy от компании Epson™.

Пример 13

[00233] Полиэтилентерефталатную (РЕТРЕТ) ламинирующую пленку получали аналогично примеру 1 с другим соотношением между Elasto-100A (65% масс.) и Elasto-100В (35% масс.) с получением превосходно прозрачной ламинирующей пленки на основе PET, несущей 20 мкм не липнущий эластомерный слой. Измеренная твердость по Шору А этого эластичного слоя составляла 43. Полученная PET ламинирующая пленка очень хорошо прилипала при ламинировании при комнатной температуре к печатному листу Ultra Premium Photo Papre Glossy от компании Epson™.

Пример 14

[00234] Полиэтилентерефталатную (PET) ламинирующую пленку получали путем экструзии сополимера Kraton D1161 при 175°С на подложку из РЕТ-360 с использованием экструзионной ламинирующей линии (Lamicor, доступной от Reifenhauser, Тройсдорф, Германия). В результате получали превосходно прозрачную ламинирующую пленку на основе PET, несущую 20 мкм не липнущий эластомерный слой. Измеренная твердость по Шору А этого эластичного слоя составляла 37. Полученная PET ламинирующая пленка очень хорошо прилипала при ламинировании при комнатной температуре к печатному листу Ultra Premium Photo Papre Glossy от компании Epson™.

Пример 15 - Щит для дротиков и дротики (дарти)

[00235] Щит для дротиков получали путем создания микроструктур и наноструктур на алюминиевом листе и затем печатания мишени на листе. Дротики были изготовлены путем установления наконечника из эластичного материала (Kraton D1163) на конце палочки из пенопласта.

[00236] На Фиг.26 показаны статические изображения, взятые из видео (DSCN4637). На Фиг.27 показаны статические изображения, взятые из другого похожего видео (DSCN4639).

[00237] Эти фигуры демонстрируют использование вышеуказанных щита для дротиков и соответствующих дротиков. На Фиг.26А человек держит щит, на котором видна обратная сторона. На Фиг.26В показана передняя сторона щита для дротиков. На Фиг.26С брошен дротик и прилипает к щиту. На Фиг.26D показано крупным планом, как дротик прилипает к щиту. Дротик может быть легко удален со щита.

[00238] На Фиг.27А четыре (4) дротика прилипают к щиту после бросания; щит для дротиков поддерживается опорой. На Фиг.27В человек легко удаляет четыре дротика. На Фиг.27С показан крупным планом эластичный наконечник дротика на конце палочки из пенопласта.

[00239] Хотя настоящее изобретение было описано выше на конкретных вариантах его осуществления, оно может быть модифицировано, не отходя от сущности и природы заявленного изобретения, как оно определено в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Изобретение относится к сухим клеевым соединениям, микроструктурным и наноструктурным поверхностям, а также эластичным поверхностям для сухой адгезии. Сухое клеевое соединение содержит: a) микроструктурную и наноструктурную поверхность, и b) эластичную поверхность, имеющую твердость по Шору А около 60 или менее. Причем микроструктурная и наноструктурная поверхность имеет микропоры и нанопоры. При этом при контакте эластичная поверхность согласуется с рельефностью поверхности, имеющей микропоры и нанопоры, для образования сухого клеевого сцепления посредством обратимого механического зацепления эластичной поверхности в микропорах и нанопорах. 7 н. и 15 з.п. ф-лы, 27 ил., 4 табл., 15 пр.

Формула